KR100289240B1 - Automotive Alternator - Google Patents

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KR100289240B1
KR100289240B1 KR1019980018574A KR19980018574A KR100289240B1 KR 100289240 B1 KR100289240 B1 KR 100289240B1 KR 1019980018574 A KR1019980018574 A KR 1019980018574A KR 19980018574 A KR19980018574 A KR 19980018574A KR 100289240 B1 KR100289240 B1 KR 100289240B1
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slots
conductors
stator
conductor
slot
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아쓰시 우메다
쓰토무 시가
신 구사세
Original Assignee
오카메 히로무
가부시키가이샤 덴소
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Abstract

본 발명의 목적은 컴팩트하고, 고출력의 차량용 교류발전기를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 낮은 회전속도에서 작동하는 동안 증가된 출력을 출력할 수 있는 차량용 저소음 교류발전기를 제공하는 것이다. 차량용 교류발전기(1)는 개방단(35)을 가지는 많은 슬롯들이 형성된 내측 원주표면을 가지는 고정자(2)를 포함한다. 슬롯들 간의 고장자의 이빨단들은 원주방향으로 연장하는 자속 수집 돌출부(36)를 가진다. 자속 수집 돌추부(36)들은 이들이 얇은 강철단인 단계 동안 프레싱 프로세스에 의해 미리 만들어진다. 권선(33)을 형성하는 컨덕터는 슬롯들의 내측 개구들의 폭 보다 큰 직경을 가진다. 컨덕터의 일부분은 철 코어(32)의 제1측에서 제1슬롯으로 연장하고, 그리고 철 코어(32)의 제2측에서부터, 180°의 전기적 각도로 제1슬롯으로부터 떨어진 제2슬롯내로 연장하고 또한 제2슬롯에서부터 철 코어(32)의 제1측으로 연장하기 전에 철 코어(32)의 제2측으로 제1슬롯에서부터 연장한다. 권선(33)은 한 위상을 형성하는 그러한 부분들의 순환을 가진다. 예컨대 권선(33)은 120°의 전기적 각도로 분리된 세 위상을 가진다.It is an object of the present invention to provide a compact, high power vehicle alternator. Another object of the present invention is to provide a low noise alternator for a vehicle capable of outputting increased power during operation at low rotational speeds. The vehicle alternator 1 comprises a stator 2 having an inner circumferential surface with many slots having an open end 35. The teeth of the breaker between the slots have a flux collection protrusion 36 extending circumferentially. The magnetic flux collecting protrusions 36 are made in advance by the pressing process during the stages in which they are thin steel ends. The conductor forming the winding 33 has a diameter larger than the width of the inner openings of the slots. A portion of the conductor extends from the first side of the iron core 32 to the first slot and from the second side of the iron core 32 into a second slot away from the first slot at an electrical angle of 180 ° and It also extends from the first slot to the second side of the iron core 32 before extending from the second slot to the first side of the iron core 32. The winding 33 has a circulation of such parts forming one phase. For example, winding 33 has three phases separated by an electrical angle of 120 °.

Description

차량용 교류발전기Automotive Alternator

본 발명은 승객용 차동차 또는 트럭과 같은 차량용 교류발전기에 관한 것이다.The present invention relates to an alternator for a vehicle such as a passenger differential or truck.

주행상태에서 공기역학적 저항을 감소시키기 위하여, 차체는 경사진 노오즈형태로 만들어지는 경향이 있다. 승객 탑승부에 충분한 주거공간을 보장하는 것이 진지하게 요구되고 있다. 이들 요구 사항들을 충족시키기 위하여, 차량의 엔진룸은 최근에 점점 협소하고 또한 치밀하게 되어와, 한정된 공간만이 교류발전기를 설치하기 위한 공간을 위해 사용될 수 있었다. 이외에도, 교류발전기 근처의 영역의 온도가 높아졌다. 한편, 연료절약을 개선하기 위하여, 공전상태 동안 회전하는 엔진속도가 점점 감소되는 경향이 있다. 다른 한편, 안전 제어장치 등에 전기부하를 증가시킬 필요가 있다. 따라서, 교류발전기의 전력 발전능력이 크게 필요하다. 달리 말하면, 컴팩트하고, 고출력의 차량용 교류발전기가 필요하다. 또한, 저렴한 차량용 교류발전기가 바람직하다. 특히, 교류발전기가 낮은 회전속도에서 작동될 때 교류발전기의 발전 성능이 훌륭한 것이 바람직하다.In order to reduce aerodynamic resistance in driving conditions, the car body tends to be inclined nose form. There is a serious need to ensure sufficient housing for passenger boarding. In order to meet these requirements, the engine room of the vehicle has become increasingly narrow and compact in recent years, and only a limited space can be used for the space for installing the alternator. In addition, the temperature in the area near the alternator has increased. On the other hand, in order to improve fuel economy, the rotating engine speed tends to decrease gradually during idle. On the other hand, it is necessary to increase the electric load on safety control devices and the like. Therefore, the power generating capability of the alternator is greatly needed. In other words, a compact, high power automotive alternator is needed. In addition, inexpensive automotive alternators are preferred. In particular, it is desirable for the alternator to have good power generation performance when the alternator is operated at low rotational speeds.

게다가, 차량으로부터 누설되는 잡음들이 제거되어야만 한다는 사회적 요구가 있다. 조용한 승객 격실을 제공하게 되면 제품 호소력이 증가된다. 이를 위하여, 엔진소음은 근년에 낮아졌다. 다른 한편, 높은 회전속도에서 작동하는 차량용 교류발전기는 성가신 팬소음, 바람차단 소리 및 자기잡음을 발생시키는 경향이 있다.In addition, there is a social demand that noises leaking from the vehicle must be removed. Providing a quiet passenger compartment increases product appeal. To this end, engine noise has been lowered in recent years. On the other hand, automotive alternators operating at high rotational speeds tend to produce annoying fan noise, windshield noise and magnetic noise.

일반적인 차량용 교류발전기에서, 가장 큰 열원은 고정자이다. 교류발전기의 높은 출력과 높은 효율성을 얻기 위하여, 고정자 상의 권선의 저항을 감소시켜 열손실을 감소시키는 것을 생각할 수 있다. 특히, 커다른 단면적을 가지는 전기적 컨덕터가 권선으로 위해 사용된다. 이외에도, 점유되지 않은 면적에 대한 고정자내 각 슬롯내 컨덕터 점유면적의 비를 증가시키는 것을 생각할 수 있다. 이 비는 이후부터 공간계수로서 불린다.In a typical automotive alternator, the largest heat source is the stator. In order to obtain the high output and high efficiency of the alternator, it is conceivable to reduce the heat loss by reducing the resistance of the winding on the stator. In particular, electrical conductors having a large cross-sectional area are used for the windings. In addition, it is conceivable to increase the ratio of the footprint of the conductor in each slot in the stator to the unoccupied area. This ratio is hereinafter referred to as the space coefficient.

선행기술 차량용 교류발전기에 있어서, 고정자는 회전자와 마주보고 또한 이빨이 형성되는 내측 원주표면을 가진다. 이빨의 끝은 원주방향으로 연장하는 자속 수집 돌출부를 가진다. 따라서, 고정자의 내측 코어내 슬롯들의 개방단들은 슬롯들의 내측부 보다 폭이 작다. 권선용 컨덕터의 두께는 각 슬롯의 개방단의 폭에 의해 제한된다. 낮은 회전속도에서 작동하는 동안 선행 기술 교류발전기의 출력을 증가시키기 위하여, 커다란 길이의 자속 수집 돌출부가 필요하다. 자속 수집 돌출부의 길이가 증가하면, 슬롯들의 개방단들은 협소하게 되어 권선을 위해 보다 얇은 컨덕터가 필요해진다. 얇은 컨덕터는 권선의 저항을 증가시킨다.In the prior art automotive alternator, the stator has an inner circumferential surface facing the rotor and in which teeth are formed. The tip of the tooth has a flux collection protrusion extending circumferentially. Thus, the open ends of the slots in the inner core of the stator are smaller in width than the inside of the slots. The thickness of the winding conductor is limited by the width of the open end of each slot. In order to increase the output of the prior art alternator while operating at low rotational speeds, a large length flux collecting protrusion is required. As the length of the flux collection protrusion increases, the open ends of the slots become narrower, requiring a thinner conductor for the winding. Thin conductors increase the resistance of the windings.

미심사된 일본특허공개공보 63-194543호는, 권선용 컨덕터가 슬롯들내에 위치되게 되고, 그리고 이들 부분들은 도 10에 도시된 바와 같이 거의 직사각형 단면을 가지는 형상으로 미리 만들어진다는 것을 기재하여 놓았다. 컨덕터의 일부들은 도 11(a)에 도시된 바와 같이 슬롯들내에 위치된다. 그런 다음, 슬롯들 둘레의 고정자의 모서리는 도 11(b)에 도시된 바와 같이 자속 수집 돌출부로 성형적으로 변형된다.Unexamined Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-194543 describes that the winding conductor is positioned in the slots, and these portions are made in advance in a shape having an almost rectangular cross section as shown in FIG. Some of the conductors are located in the slots as shown in Fig. 11 (a). Then, the edge of the stator around the slots is deformed into a magnetic flux collecting protrusion as shown in Fig. 11 (b).

일본출원 63-194543호의 선행기술 구조에서, 자속 수집 돌출부들을 만들기 위한 성형적 변형은 이의 자기 특성을 저하시킨다. 따라서, 자속 수집 효과가 감소된다. 따라서, 바람직한 교류발전기 출력을 구하기가 어렵다. 특히, 낮은 회전속도에서 작동하는 동안 증가된 교류발전기 출력을 제공하기가 어렵다.In the prior art structure of Japanese application 63-194543, the plastic deformation to make the flux collecting protrusions lowers its magnetic properties. Thus, the flux collection effect is reduced. Therefore, it is difficult to obtain a desirable alternator output. In particular, it is difficult to provide increased alternator output during operation at low rotational speeds.

일본출원 63-194543호의 선행기술 구조에서, 성형적 변형은 고정자의 응력변형을 야기시켜, 고정자의 내측 원주표면의 원형성을 감소시켜, 이에 따라 고정자와 회전자 사이에 불균일한 공기갭을 형성하게 된다. 불균일한 공기갭은 선행기술 구조의 작동 동안 자기잡음을 증가시킨다.In the prior art structure of Japanese application 63-194543, the plastic deformation causes the strain of the stator to decrease the circularity of the inner circumferential surface of the stator, thereby forming an uneven air gap between the stator and the rotor. do. Uneven air gaps increase magnetic noise during operation of the prior art structures.

상기에서 언급된 문제점들의 비춰보면, 본 발명의 목적은 컴팩트한 고출력의 차량용 교류발전기를 제공하는 것이다.In view of the problems mentioned above, it is an object of the present invention to provide a compact high power automotive alternator.

본 발명의 다른 목적은 낮은 회전속도에서 작동하는 동안 증가된 출력을 출력하는 차량용 저소음 교류발전기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a low noise alternator for a vehicle that outputs increased power during operation at low rotational speeds.

청구항 1의 발명은 회전자; 회전자의 외측에 위치되고 또한 회전자와 마주보는 고정자; 및 상기 회전자와 고정자를 지지하는 프레임을 포함하는 차량용 교류발전기에 관계되는 것으로서, 상기 고정자는 철 코어와 다수의 컨덕터를 포함하고, 상기 철 코어는 다수의 슬롯들을 가지고, 상기 컨덕터들은 상기 슬롯들내에 위치되고, 상기 슬롯들은 개구(opening)들을 가지고, 상기 개구들은 상기 슬롯들을 규정하는 내측 벽들 간의 폭보다 작은 폭을 가지고, 상기 슬롯들의 상기 개구들의 폭은 상기 컨덕터의 최소 폭보다 작다.The invention of claim 1 is a rotor; A stator located outside the rotor and facing the rotor; And a frame supporting the rotor and the stator, the stator comprising an iron core and a plurality of conductors, the iron core having a plurality of slots, the conductors being the slots. Located within, the slots have openings, the openings having a width less than the width between the inner walls defining the slots, the width of the openings of the slots being less than the minimum width of the conductor.

이에 의해, 컨덕터의 저항이 감소되고 그리고 발전작동 동안 열손실이 감소된다. 따라서, 높은 교류발전기 출력을 얻을 수 있다. 자속을 수집하는 역할을 하는 고정자 이빨의 모서리들의 돌출부들은, 만약 권선 직경이 동일하다면 비교적 길기 때문에, 고정자 철 코어의 내측 원주표면은 부드러운 원통형 표면에 가까워질 수 있다. 따라서, 고정자 철 코어의 내측 표면의 울퉁불퉁함과 또한 회전자의 회전 동안 룬델형(LUNDEL-type) 극 코어에 의해 야기되는 반경 외측방향의 바람에 의해 야기되는 바람잡음을 감소시킬 수 있다.This reduces the resistance of the conductors and reduces heat loss during power generation operation. Therefore, a high alternator output can be obtained. Since the protrusions of the corners of the stator teeth, which serve to collect the magnetic flux, are relatively long if the winding diameters are the same, the inner circumferential surface of the stator iron core can be close to a smooth cylindrical surface. Thus, it is possible to reduce the ruggedness of the inner surface of the stator iron core and also the wind noise caused by the radially outward wind caused by the LUNDEL-type pole core during the rotation of the rotor.

청구항 2의 발명에서, 슬롯들은 상기 컨덕터용 입구로서 말단 표면 개구가 형성되는 고정자의 상기 철 코어의 축 방향으로 두 개의 말단 표면을 가진다. 따라서, 슬롯 내측 원주측의 개구의 폭은 컨덕터의 폭에 의해 제한됨이 없이 설정될 수 있다.In the invention of claim 2, slots have two end surfaces in the axial direction of the iron core of the stator in which end surface openings are formed as inlets for the conductors. Thus, the width of the opening on the slot inner circumferential side can be set without being limited by the width of the conductor.

청구항 3의 발명에서, 상기 슬롯들이 내측내 개구들은 상기 슬롯들의 컨덕터 수용부의 폭 보다 협소하고 또한 상기 컨덕터들이 상기 슬롯들내에 위치되기 전의 상기 컨덕터들의 최소 폭 보다 협소하다. 따라서, 컨덕터들이 슬롯들내에 위치된 후에 슬롯들 사이에 철 코어 이빨모서리를 변형시킬 필요가 없다.In the invention of claim 3, the openings in the slots are narrower than the width of the conductor receiving portion of the slots and also narrower than the minimum width of the conductors before the conductors are located in the slots. Thus, there is no need to deform the iron core tooth edges between the slots after the conductors are located in the slots.

이에 의해, 자속을 수집하는 역할을 하는 고정자 철 코어의 이빨 모서리들의 돌출부들은 성형적 변형에 의해 형성됨이 없이 소망된 형상으로 만들어질 수 있다. 따라서, 자속 수집용 돌출부의 재료의 자기 특성이 저하되는 것이 방지될 수 있고 그리고 충분한 자속 수집효과가 획득될 수 있다. 따라서, 저속에서의 출력이 개선된다. 성형적 변형에 의한 이빨 모서리들의 형상왜곡이 없기 때문에, 고정자 철 코어의 내측 원주표면의 진정한 회로가 잘 유지된다. 따라서, 고정자와 자극 간의 공기갭을 균일하게 만들 수 있다. 이에 의해, 발전 동안 공기갭의 불균일성으로 인한 자기잡음을 억제할 수 있다.Thereby, the protrusions of the tooth edges of the stator iron core, which serve to collect the magnetic flux, can be made into a desired shape without being formed by the molding deformation. Thus, deterioration of the magnetic properties of the material of the magnetic flux collecting protrusion can be prevented and a sufficient magnetic flux collecting effect can be obtained. Thus, the output at low speed is improved. Since there is no shape distortion of the tooth edges by the plastic deformation, the true circuit of the inner circumferential surface of the stator iron core is well maintained. Thus, the air gap between the stator and the magnetic pole can be made uniform. Thereby, it is possible to suppress magnetic noise due to nonuniformity of the air gap during power generation.

청구항 4에 언급된 발명에 따라, 컨덕터들은 슬롯들의 상기 개구들의 폭 보다 직경이 큰 원형 단면을 가지는 컨덕터들을 사용할 수 있다.According to the invention mentioned in claim 4, the conductors can use conductors having a circular cross section larger in diameter than the width of the openings of the slots.

청구항 5의 발명에서, 냉각팬은 상기 고정자와 마주보는 상기 회전자의 적어도 한 축단에 설치된다. 따라서, 바람은 냉각팬에서부터, 고정자 철 코어의 축방향 말단에서 돌출하는 고정자 권선의 코일말단으로 이끌어지고, 이에 따라 높은 냉각성능이 획득될 수 있다. 따라서, 고정자의 슬롯들의 내부 원주측 개구들의 폭이 협소한 본 발명의 구조에 따라, 고정자의 슬롯들에 의해 제공되는 축방향 홈형(groove-like) 바람통로가 협소하다 하더라도 고정자 권선을 냉각시키기에 적절한 냉각바람이 유지된다.In the invention of claim 5, the cooling fan is installed at at least one shaft end of the rotor facing the stator. Thus, the wind is led from the cooling fan to the coil end of the stator winding protruding at the axial end of the stator iron core, whereby high cooling performance can be obtained. Thus, according to the structure of the present invention where the width of the inner circumferential openings of the slots of the stator is narrow, it is possible to cool the stator windings even if the axial groove-like wind path provided by the slots of the stator is narrow. Proper cooling wind is maintained.

청구항 6의 발명에 있어서, 냉각팬들은 상기 고정자를 마주보는 상기 회전자의 양 축단들에 설치된다. 따라서, 냉각성능이 한층 더 증가될 수 있고 그리고 보다 높은 출력이 이루어질 수 있다.In the invention of claim 6, cooling fans are provided at both shaft ends of the rotor facing the stator. Thus, cooling performance can be further increased and higher output can be achieved.

청구항 7의 발명에 있어서, 축방향으로 상기 고정자의 말단 표면은 상기 프레임의 공기유입 주변부의 어깨부에 가까이 있다. 이에 의해, 고정자의 축방향 말단 표면은 어깨부와 협동하여, 극 코어 디스크부의 팬 성능이 증가된다. 어깨부는 프레임의 내벽 표면을 사용할 수 있다. 그러한 구조는 고정자의 말단 표면들중 단지 하나만 또는 두 말단 표면들 각각에 의해 사용될 수 있다. 이를 냉각팬과 함께 사용하면 효과적이다. 그러한 구조는 프로세싱 단계의 수와 부품의 수를 증가시킴이 없이 냉각팬에 의해서만 바람이 일으켜지는 경우에 취득될 수 있는 것과 동일한 냉각성능을 획득한다. 따라서, 보다 높은 출력을 획득할 수 있게 된다. 입력측은, 바람을 일으키기 위한 입력부재, 예컨대 풀리가 제공되는 측을 의미한다.In the invention of claim 7, the distal surface of the stator in the axial direction is close to the shoulder of the air inlet periphery of the frame. Thereby, the axial end surface of the stator cooperates with the shoulder, so that the fan performance of the pole core disk portion is increased. The shoulder may use the inner wall surface of the frame. Such a structure can be used by only one of the end surfaces of the stator or by each of the two end surfaces. It is effective when used with a cooling fan. Such a structure achieves the same cooling performance that can be obtained if the wind is produced only by the cooling fan without increasing the number of processing steps and the number of parts. Thus, a higher output can be obtained. The input side means a side on which an input member for generating wind, such as a pulley, is provided.

청구항 8의 발명에 있어서, 상기 슬롯들내 상기 컨덕터들의 단면은 실질적으로 직사각형을 가진다. 따라서, 슬롯들내 컨덕터들의 단면적이 증가하고, 그리고 이에 의해 슬롯들내 컨덕터들에 관련된 공간계수(각 슬롯에서 컨덕터에 의해 점유되지 않은 면적에 대한 컨덕터에 의해 점유된 면적의 비)가 증가될 수 있다. 결과적으로, 고정자 권선의 저항이 감소되고 그리고 보다 높은 출력이 획득될 수 있다. 이외에도, 컨덕터들의 대향표면과 슬롯 내벽 표면의 면적이 증가되고 그리고 열전도가 훨씬 더 나아진다. 따라서, 온도의 감소가 이루어질 수 있고, 그리고 이에 따라 보다 높은 출력이 획득될 수 있다.In the invention of claim 8, the cross section of the conductors in the slots is substantially rectangular. Thus, the cross-sectional area of the conductors in the slots is increased, thereby increasing the space coefficient (ratio of the area occupied by the conductors to the area not occupied by the conductors in each slot) associated with the conductors in the slots. have. As a result, the resistance of the stator windings is reduced and higher output can be obtained. In addition, the area of the opposing surface of the conductors and the slot inner wall surface is increased and the thermal conductivity is much better. Thus, a decrease in temperature can be achieved, and thus a higher output can be obtained.

청구항 9의 발명에 있어서, 다수의 컨덕터들이 상기 슬롯들내에 수용되는 한편 서로간에 전기적으로 절연되고, 그리고 상기 다수의 컨덕터들은 슬롯들의 깊은 영역에 위치되는 외측층과 슬롯들의 상기 개구측에 위치되는 내측층으로 이루어진 하나 또는 그 이상의 쌍을 형성하고, 그리고 슬롯들중 다른 슬롯들내 상이한 층들의 컨덕터들은 직렬로 연결되어 고정자 권선을 형성한다. 다수 위상의 권선이 고정자 권선에 수용되는 경우에 있어서, 그러한 구조는 고정자 철 코어의 축방향 말단에서 돌출하는 코일말단에 있는 상이한 위상의 권선들 간의 간섭을 방지할 수 있다. 따라서, 슬롯들의 깊은 부분내에 컨덕터들을 위치시킬 수 있게 된다.10. The invention of claim 9, wherein a plurality of conductors are accommodated in the slots and electrically insulated from each other, and the plurality of conductors are an outer layer located in a deep area of the slots and an inner side located at the opening side of the slots. Form one or more pairs of layers, and the conductors of the different layers in other slots of the slots are connected in series to form a stator winding. In the case where multiple phase windings are accommodated in the stator windings, such a structure can prevent interference between windings of different phases at the coil ends protruding at the axial end of the stator iron core. Thus, it is possible to position the conductors in the deep portions of the slots.

청구항 10의 발명에 있어서, 다수의 컨덕터조각들의 조합 및 각 컨덕터조각들은 상기 내측층의 컨덕터로서 한 슬롯내에 수용되는 한 직선부, 상기 외측층내 컨덕터로서 다른 슬롯내에 수용되는 다른 직선부 및 한 말단측에서 직선부들을 연결시키고 또한 직선부와 연속되는 재료로 만들어지는 굴곡부(turn portion)를 포함하는 U-형 조각을 포함하고, U-형 조각은 직선부들의 다른 말단측에 제공되는 슬롯으로부터의 돌출부에 의해 상기 컨덕터조각들중 다른 것에 연결된다. 그러한 구조는, 슬롯들의 내부 원주측 개구들이 컨덕터들의 최소 폭 보다 협소한 경우에도 다수의 컨덕터들이 슬롯들내에 위치되어 고정자 권선을 형성할 수 있도록 한다. 이외에도, 굴곡부들이 제공되기 때문에, 슬롯들내에 컨덕터들을 삽입시키는 단계와 컨덕터들을 연결시키는 단계들이 단순화되면서 고정자 권선이 형성될 수 있다.11. The combination of the plurality of conductor pieces and each conductor piece of the invention of claim 10, wherein one conductor portion is received in one slot as a conductor of the inner layer, the other straight portion and one end side is received in another slot as a conductor in the outer layer. And a U-shaped piece comprising a turn portion connecting the straight portions in and of a material continuous with the straight portion, wherein the U-shaped piece is a projection from a slot provided at the other end side of the straight portions. Is connected to the other of the conductor pieces. Such a structure allows multiple conductors to be located in the slots to form a stator winding even when the inner circumferential openings of the slots are narrower than the minimum width of the conductors. In addition, because the bends are provided, the stator winding can be formed while simplifying the steps of inserting the conductors into the slots and connecting the conductors.

그러한 구조를 가지는 컨덕터조각들의 사용은, 다음 구조를 채용할 수 있게 한다. 고정자 철 코어에 제공된 U-형 조각들의 굴곡부는 고정자 철 코어의 한 말단표면에 배열되어 정렬되고, 그리고 컨덕터들 간의 연결은 컨덕터조각들의 연결부들이 다른 말단 표면측에서만 위치되도록 고정자 철 코어의 다른 말단 표면측에서만 이루어진다. 그러한 배열구성에 따라, 권선형성은 쉽고, 또한 생산성이 증가될 수 있다.The use of conductor pieces having such a structure makes it possible to employ the following structure. The bends of the U-shaped pieces provided in the stator iron core are arranged and aligned on one end surface of the stator iron core, and the connection between the conductors is such that the other end surface of the stator iron core is such that the connections of the conductor pieces are located only on the other end surface side. Only on the side. According to such an arrangement, winding formation is easy and productivity can be increased.

청구항 11의 발명에 있어서, 상기 고정자 권선은 다수의 컨덕터조각들의 조합을 포함하고, 그리고 각 컨덕터조각들은 상기 내측층 또는 상기 외측층의 컨덕터로서 상기 슬롯내에 수용되는 직선부와, 그리고 직선부의 두 말단에 제공되는 슬롯으로부터의 돌출부들에 의해 상기 컨덕터조각들중 다른 것에 연결되는 조각을 포함한다. 그러한 구조는, 슬롯들의 내부 원주측 개구들이 컨덕터들의 최소 폭 보다 협소한 경우에라도 다수의 컨덕터들이 슬롯들내에 위치되어 고정자 권선을 형성할 수 있도록 한다. 이외에도, 컨덕터조각들의 형상은 단순화될 수 있어서, 이에 따라 저렴한 장치들이 제조될 수 있다.12. The stator winding of claim 11 wherein the stator winding comprises a combination of a plurality of conductor pieces, each conductor piece being a straight portion received in the slot as a conductor of the inner layer or the outer layer, and two ends of the straight portion. And a piece that is connected to another of the pieces of the conductor by protrusions from the slot provided in the. Such a structure allows multiple conductors to be located in the slots to form a stator winding even if the inner circumferential openings of the slots are narrower than the minimum width of the conductors. In addition, the shape of the conductor pieces can be simplified, so that inexpensive devices can be manufactured.

청구항 12의 발명에 있어서, 슬롯들내 컨덕터들은 고정자의 반경방향을 따라 연장하는 긴 측을 가지는 직사각형을 가지는 단면을 가지고, 그리고 각 컨덕터들은 슬롯의 내벽 표면에 대향하는 길이 방향의 두 표면을 가지고, 그리고 컨덕터들은 슬롯들내에 배열되어 수용된다. 따라서, 컨덕터들의 표면과 철 코어 사이의 대향면적의 비는 증가될 수 있고, 그리고 컨덕터에서 철 코어로의 열전도가 개선될 수 있다.In the invention of claim 12, the conductors in the slots have a cross section having a rectangle with a long side extending along the radial direction of the stator, and each conductor has two lengthwise surfaces opposite the inner wall surface of the slot, And the conductors are arranged and received in the slots. Thus, the ratio of the opposing area between the surface of the conductors and the iron core can be increased, and the heat conduction from the conductor to the iron core can be improved.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 교류발전기의 고정자의 일부의 단면도.1 is a cross-sectional view of a part of a stator of an automotive alternator according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 교류발전기에서 출력전류와 회전속도 간의 관계도.2 is a relationship between the output current and the rotational speed in the alternator.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 교류발전기의 단면도.3 is a cross-sectional view of an automotive alternator according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 교류발전기의 고정자의 일부의 단면도.4 is a cross-sectional view of a part of a stator of a vehicular alternator according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 전기적 컨덕터조각의 사시도.5 is a perspective view of an electrical conductor piece.

도 6은 코일 말단의 사시도.6 is a perspective view of a coil end;

도 7은 본 발명의 다른 실시예의 전기적 컨덕터조각의 사시도.7 is a perspective view of an electrical conductor piece of another embodiment of the present invention.

도 8은 고정자 변형예의 단면도.8 is a sectional view of a stator modification.

도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 교류발전기의 단면도.9 is a cross-sectional view of an automotive alternator according to another embodiment of the present invention.

도 10은 앞서 형성된 선행기술 권선의 일부의 사시도.10 is a perspective view of a portion of the prior art winding formed above.

도 11(a)는 자속을 수집하는 돌출부들이 만들어지지 않은 선행기술 고정자의 일부의 단면도.Figure 11 (a) is a cross-sectional view of a portion of the prior art stator in which no protrusions for collecting magnetic flux are made.

도 11(b)는 자속을 수집하는 돌출부들이 만들어진 선행기술 고정자의 일부의 단면도.Figure 11 (b) is a cross-sectional view of a portion of the prior art stator in which protrusions for collecting magnetic flux are made.

도 1 내지 3을 참조하여 보면, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 교류발전기(1)는 고정자(2), 회전자(3), 두 개의 프레임(4) 및 정류기(5)를 포함한다. 고정자(2)는 전기자(armature)로서 역할한다. 회전자(3)는 자기장을 생성하는 역할을 한다. 프레임(4)은 고정자(2)와 회전자(3)를 지지한다. 정류기(5)는 고정자(2)에 직접 연결된다. 정류기(5)는 교류 출력을 직류 출력으로 변환시킨다. 정류기(5)의 출력측은 12V의 전압을 발전시키기 위해 배터리에 연결된다.1 to 3, an automotive alternator 1 according to a first embodiment of the present invention includes a stator 2, a rotor 3, two frames 4, and a rectifier 5. . The stator 2 serves as an armature. The rotor 3 serves to generate a magnetic field. The frame 4 supports the stator 2 and the rotor 3. The rectifier 5 is directly connected to the stator 2. The rectifier 5 converts the AC output into a DC output. The output side of the rectifier 5 is connected to a battery for generating a voltage of 12V.

회전자(3)는 축(6)과 함께 공전한다. 회전자(3)는 룬델형 극 코어(7), 냉각팬(11), 계자코일(8), 및 슬립 링(9 및 10)을 포함한다. 축(6)은 풀리(12)에 연결되고 그리고 차량을 가동시키기 위한 엔진(도시되지 않음)에 의해 회전되고 구동된다.The rotor 3 revolves with the shaft 6. The rotor 3 comprises a Lundel pole core 7, a cooling fan 11, a field coil 8, and slip rings 9 and 10. The shaft 6 is connected to the pulley 12 and is rotated and driven by an engine (not shown) for operating the vehicle.

각 룬델형 극 코어(7)는 보스부(71), 디스크부(72) 및 여덟 개의 갈고리형 자극(73)을 포함한다. 보스부(71)는 축(6)에 부착된다. 디스크부(72)는 보스부(71)의 두 말단에서부터 반경방향으로 연장한다.Each Lundel pole core 7 comprises a boss portion 71, a disc portion 72 and eight hooked poles 73. The boss portion 71 is attached to the shaft 6. The disk portion 72 extends radially from two ends of the boss portion 71.

고정자(2)의 코일단(31)과 마주보는 프레임(4)의 부분들은 냉각바람용 방출구(43)를 가진다. 축방향으로 프레임(4)의 말단면은 냉각바람용 유입구(41)를 가진다.Portions of the frame 4 which face the coil end 31 of the stator 2 have a discharge port 43 for cooling wind. The end face of the frame 4 in the axial direction has a cooling wind inlet 41.

고정자(2)는 철 코어(32), 철 코어(32)에 제공된 권선(33) 및 철 코어(32)와 권선(33)간의 전기적 절연을 제공하기 위한 절연체(34)를 포함한다. 권선(33)은 컨덕터를 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 고정자(2)는 프레임(4)에 의해 지지된다. 철 코어(32)는 다층형이다. 철 코어(32)는 얇은 강철판의 적층을 포함한다. 철 코어(32)는 각각이 유입구로서 역할하는 개방단(35)을 가지는 많은 슬롯들이 형성된 내측 원주표면을 가진다. 철 코어(32)는 슬롯들 사이에 이빨단을 가진다. 철 코어(32)의 이빨단들은 원주방향으로 연장하는 자속 수집 돌출부(36)를 가진다. 자속 수집 돌출부(36)는 이들이 얇은 강철판이었던 단계 동안 프레싱으로 미리 형성된다.The stator 2 comprises an iron core 32, a winding 33 provided on the iron core 32 and an insulator 34 for providing electrical insulation between the iron core 32 and the winding 33. Winding 33 includes a conductor. As described above, the stator 2 is supported by the frame 4. The iron core 32 is multilayered. The iron core 32 comprises a stack of thin steel sheets. The iron core 32 has an inner circumferential surface formed with many slots each having an open end 35 serving as an inlet. The iron core 32 has teeth between the slots. Teeth of the iron core 32 have magnetic flux collecting protrusions 36 extending in the circumferential direction. The flux collection protrusions 36 are preformed by pressing during the stages in which they were thin steel sheets.

권선(33)을 형성하는 와이어 또는 전기적 전도체는 슬롯들의 내측 개구의 폭 보다 큰 직경을 가진다. 철 코어(32)는 축방향으로 제1측면과 제2측면을 가진다. 권선(33)의 일부는 철 코어(32)의 제1측면으로부터 제1슬롯내로 연장하고, 그리고 철 코어(32)의 제2측면에서부터, 180°의 전기적 각도로 제1슬롯으로부터 떨어지는 제2슬롯내로 연장하고 또한 철 코어(32)의 제1슬롯으로 제2슬롯으로부터 벗어나 연장하기 전에 제2슬롯으로 제1슬롯을 벗어나 연장한다. 권선(33)은 한 위상을 형성하는 그러한 부분들의 순환을 가진다. 예컨대 권선(33)은 120°전기적 각도로 분리되는 세 위상을 가진다. 권선(33)은 웨이브형 또는 랩형이다.The wire or electrical conductor forming the winding 33 has a diameter larger than the width of the inner opening of the slots. The iron core 32 has a first side and a second side in the axial direction. A portion of the winding 33 extends into the first slot from the first side of the iron core 32, and from the second side of the iron core 32, a second slot falling from the first slot at an electrical angle of 180 °. And extend out of the first slot into the second slot before extending out of the second slot into the first slot of the iron core 32. The winding 33 has a circulation of such parts forming one phase. For example, winding 33 has three phases separated by 120 ° electrical angle. The winding 33 is wavy or wrapped.

본 발명의 실시예에 의해 주어지는 장점들이 설명된다. 권선(33)을 형성하는 와이어 또는 컨덕터의 직경은 슬롯들의 내측 개구의 폭에 제한됨이 없이 증가될 수 있다. 따라서, 권선(33)의 저항과 열손실을 감소시킬 수 있다. 따라서, 높은 교류발전기 출력을 획득할 수 있다.The advantages given by the embodiments of the present invention are described. The diameter of the wire or conductor forming the winding 33 can be increased without being limited to the width of the inner opening of the slots. Thus, the resistance and heat loss of the winding 33 can be reduced. Thus, a high alternator output can be obtained.

선행기술 구조에서, 절연재료로 만들어진 웨지들은 권선이 슬롯들로부터 벗어나 움직이는 것을 방지하기 위하여 슬롯들의 내측 개구들을 차단한다. 본 발명의 실시예에서, 권선(33)은 슬롯들로부터 벗어나 움직이지 않기 때문에, 그러한 웨지를 만들 필요가 없다. 따라서, 부품의 수와 비용을 절감할 수 있다.In the prior art structure, wedges made of insulating material block the inner openings of the slots to prevent the windings from moving out of the slots. In the embodiment of the present invention, since the winding 33 does not move away from the slots, there is no need to make such a wedge. Therefore, the number and cost of parts can be reduced.

성형적 변형과 다른 프로세스로 철 코어(32)의 이빨단들에 자속 수집 돌출부(36)를 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 이 경우에 있어서, 자속 수집 돌출부(36)의 자기특성이 성형적 변형으로 인해 저하되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 자속 수집 돌출부(36)는 충분한 자속 수집 효과를 가질 수 있다. 따라서, 저속 회전속도에서 작동하는 동안 교류발전기(1)의 출력을 현저히 개선할 수 있다.It is desirable to form the magnetic flux collecting protrusion 36 on the teeth of the iron core 32 by a process other than plastic deformation. In this case, therefore, the magnetic properties of the magnetic flux collecting protrusion 36 can be prevented from being lowered due to the plastic deformation. Thus, the magnetic flux collecting protrusion 36 can have a sufficient magnetic flux collecting effect. Therefore, the output of the alternator 1 can be remarkably improved while operating at a low rotational speed.

공간계수는 슬롯의 전체 면적에 대한 슬롯내 전도체 점유 면적의 비율에 상응하게 규정된다. 동일한 공간계수를 가지는 제1, 2 및 3교류발전기들이 준비되었다. 제1교류발전기는 슬롯들의 내측 개구의 폭이 권선을 형성하는 와이어의 직경 보다 큰 선행기술 교류발전기이다. 제2교류발전기에서, 슬롯들의 내측 개구들의 폭은 권선을 형성하는 와이어의 직경 보다 작고, 그리고 자속 수집 돌출부들이 성형적 변형으로 형성되었다. 제3교류발전기는 본 발명의 실시예의 교류발전기(1)와 일치한다. 따라서, 제3교류발전기에서, 슬롯들의 내측 개구들의 폭은 권선을 형성하는 와이어의 직경 보다 작고, 그리고 자속 수집 돌출부들은 성형적 변형과는 다른 프로세스로 형성되었다. 도 2에서, 대시선(dash line)은 제1교류발전기, 즉 선행기술 교류발전기의 출력전류와 회전속도 간의 관계를 나타낸다. 도 2에서, 점선은 제2교류발전기의 출력전류와 회전속도 간의 관계를 나타낸다. 도 2에서, 실선은 제3교류발전기, 즉 본 발명의 실시예의 교류발전기(1)의 출력전류와 회전속도 간의 관계를 나타낸다. 도 2에는, 본 발명의 실시예의 교류발전기(1)가 낮은 회전속도에서 작동하는 동안 비교적 큰 전류를 출력한다는 것이 도시되어 있다.The space coefficient is defined corresponding to the ratio of the conductor occupied area in the slot to the total area of the slot. First, second and third alternators having the same spatial coefficients were prepared. The first alternator is a prior art alternator in which the width of the inner opening of the slots is larger than the diameter of the wire forming the winding. In the second alternator, the width of the inner openings of the slots is smaller than the diameter of the wire forming the winding, and the magnetic flux collecting protrusions have been formed with a plastic deformation. The third alternator is identical to the alternator 1 of the embodiment of the present invention. Therefore, in the third alternator, the width of the inner openings of the slots is smaller than the diameter of the wire forming the winding, and the flux collecting protrusions are formed by a process different from the plastic deformation. In FIG. 2, the dashed line shows the relationship between the output current and the rotational speed of the first alternator, that is, the prior art alternator. In Fig. 2, the dotted line shows the relationship between the output current and the rotational speed of the second alternator. In Fig. 2, the solid line shows the relationship between the output current and the rotational speed of the third alternator, that is, the alternator 1 of the embodiment of the present invention. In Fig. 2 it is shown that the alternator 1 of the embodiment of the invention outputs a relatively large current while operating at low rotational speeds.

본 발명의 실시예에서, 자속 수집 돌출부(36)들은 성형적 변형에 의해 야기되는 형상적 변형이 없다. 따라서, 철 코어(32)의 내측 원주 표면의 원형성이 훌륭하다. 그러므로, 고정자(2)와 회전자(3) 사이의 공기갭의 불균일성에 의해 야기될 수 있는 자기 소음의 증가를 억제할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the magnetic flux collecting protrusions 36 are free of geometric deformation caused by the plastic deformation. Therefore, the circularity of the inner circumferential surface of the iron core 32 is excellent. Therefore, it is possible to suppress an increase in magnetic noise which may be caused by the nonuniformity of the air gap between the stator 2 and the rotor 3.

자속 수집 돌출부(36)는 성형적 변형과는 다른 프레싱 프로세스 또는 다른 프로세스에 의해 충분히 길게 만들어질 수 있다. 따라서, 철 코어(32)의 내측 원주 표면들은 진짜 윈통형의 표면에 가까워질 수 있다. 따라서, 철 코어(32)의 내측 원주 표면의 울퉁불퉁함과 그리고 룬델형 극 코어(7)들에 의해 발생된 원심적인 바람에 의해 야기된 바람 차단음을 감소시킬 수 있다.The flux collection protrusion 36 can be made sufficiently long by a pressing process or other process that is different from the molding deformation. Thus, the inner circumferential surfaces of the iron core 32 can be close to the true winchoidal surface. Thus, it is possible to reduce the ruggedness of the inner circumferential surface of the iron core 32 and the wind noise caused by the centrifugal wind generated by the Lundel pole cores 7.

외부팬 형의 선행기술 교류발전기에는 외부 냉각팬이 제공된다. 외부팬 형의 선행기술 교류발전기에서, 슬롯들의 내측 개구들은 축방향 바람 통로를 형성한다. 따라서, 외부팬 형의 선행기술 교류발전기에서, 만일 슬롯들의 내측 개구들이 본 발명의 실시예와 같이 협소하게 된다면, 냉각바람에 대한 저항이 증가하여, 냉각성능이 저감하게 된다. 다른 한편, 본 발명의 실시예의 교류발전기(1)는 그 안에 냉각팬을 수용한다. 본 발명의 실시예의 교류발전기(1)에서, 축방향을 따라 도입되는 냉각바람들은 반경 외측방향으로 방출된다. 그러므로, 본 발명의 실시예의 교류발전기(1)에서, 협소하게 된 슬롯들의 내측 개구들은 냉각성능에 거의 영향을 주지 않는다.The prior art alternator of the external fan type is provided with an external cooling fan. In the prior art alternator of the outer fan type, the inner openings of the slots form an axial wind passage. Thus, in the prior art alternator of the external fan type, if the inner openings of the slots become narrow as in the embodiment of the present invention, the resistance to the cooling wind increases, thereby reducing the cooling performance. On the other hand, the alternator 1 of the embodiment of the present invention houses a cooling fan therein. In the alternator 1 of the embodiment of the present invention, the cooling winds introduced along the axial direction are radiated outward in the radial direction. Therefore, in the alternator 1 of the embodiment of the present invention, the inner openings of the narrowed slots have little effect on the cooling performance.

제2실시예Second embodiment

본 발명의 제2실시예는 이후에 설명되는 설계의 변경외에는 제1실시예와 비슷하다.The second embodiment of the present invention is similar to the first embodiment except for the design change described later.

본 발명의 제1실시예에서, 권선(33)을 형성하는 컨덕터 또는 와이어는 원형의 단면을 가진다. 반면에, 본 발명의 제2실시예에서, 슬롯들내로 연장하는 컨덕터의 적어도 일부분들은 도 4에 도시된 바와 같은 슬롯들의 형상에 상응하는 직사각형을 가진다. 특히, 컨덕터의 일부분들은 슬롯들의 내측 벽표면을 따라 연장하는 평평한 표면을 가지게 되도록 형성된 단면을 가진다. 그러므로, 공간계수는 증가되고, 그리고 슬롯들내 컨덕터들이 일부분의 단면적의 합이 증가된다. 결과적으로, 권선의 전기적 저항을 감소시키고, 또한 교류발전기 출력을 증가시킬 수 있게 된다.In the first embodiment of the present invention, the conductor or wire forming the winding 33 has a circular cross section. On the other hand, in the second embodiment of the present invention, at least portions of the conductors extending into the slots have a rectangle corresponding to the shape of the slots as shown in FIG. In particular, the portions of the conductor have a cross section formed to have a flat surface extending along the inner wall surface of the slots. Therefore, the space coefficient is increased, and the sum of the cross-sectional areas of the portions of the conductors in the slots is increased. As a result, it is possible to reduce the electrical resistance of the winding and also increase the alternator output.

본 발명의 제 2 실시에에서, 철 코어(32)와 권선(33)들이 결합되는 면적이 증가된다. 따라서, 철 코어(32)와 권선(33) 사이에 훌륭한 열전도성이 제공될 수 있다. 그러므로, 권선(33)의 온도를 한층 더 낮출 수 있다. 공간계수가 증가되기 때문에, 고정자(2) 전체의 강도가 증가된다. 따라서, 자기소음을 낮출 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the area in which the iron core 32 and the windings 33 are coupled is increased. Thus, excellent thermal conductivity can be provided between the iron core 32 and the winding 33. Therefore, the temperature of the winding 33 can be further lowered. Since the space coefficient is increased, the strength of the entire stator 2 is increased. Therefore, the magnetic noise can be lowered.

이외에도, 슬롯 개구(35)들이 컨덕터의 평평한 부분들에 의해 닫혀지기 때문에, 고정자 철 코어(32)의 내측 표면들은, 고정자 권선(33)이 원형 와이어를 사용하는 경우와 비교하면 부드러운 원통형 표면에 가까워질 수 있다. 그러므로, 고정자 철 코어(32)의 내측 표면들의 울퉁불퉁함과 그리고 회전 동안 룬델형 극 코어(7)에 의해 야기된 반경 외측방향 바람에 의해 발생되는 바람소음을 한층 더 감소시킬 수 있다.In addition, since the slot openings 35 are closed by the flat portions of the conductor, the inner surfaces of the stator iron core 32 are closer to the smooth cylindrical surface compared to the case where the stator winding 33 uses a circular wire. Can lose. Therefore, it is possible to further reduce the ruggedness of the inner surfaces of the stator iron core 32 and the wind noise generated by the radial outward wind caused by the Lundel pole core 7 during rotation.

또한 제2실시예에서, 고정자 권선(33)의 단면의 치수는 슬롯 개구 폭 보다 크다. 고정자 권선(33)의 단면은 직사각형 형상을 가진다. 고정자 권선의 긴 측들의 폭은 슬롯 개구 폭 보다 크다. 도면에 도시된 바와 같이, 고정자 권선의 짧은 측의 폭은 슬롯 개구 폭 보다 큰 것이 바람직하다.Also in the second embodiment, the dimension of the cross section of the stator winding 33 is larger than the slot opening width. The cross section of the stator winding 33 has a rectangular shape. The width of the long sides of the stator winding is greater than the slot opening width. As shown in the figure, the width of the short side of the stator winding is preferably larger than the slot opening width.

본 발명의 제1실시예에서, 연속 와이어가 권선(33)을 만드는데 사용되었다. 다른 한편, 본 발명의 제2실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 각각이 직선부(33a)와 굴곡부(33c)를 가지는 U-형 컨덕터조각들을 사용한다. 컨덕터조각들은, 직선부(33a)들이 정렬되도록 축방향을 따라 철 코어(32)의 슬롯들내로 삽입된다. 그런 다음, 굴곡부(33c)로부터 떨어진 철 코어(32)의 측면 상의 컨덕터조각들의 일부분은 굽어지고, 그리고 컨덕터조각들의 말단(33b)들은 연결되어 철 코어(32) 상에 권선(33)이 만들어지게 된다. 컨덕터조각들의 말단(33b) 간의 연결은 초음파 용접, 아크 용접, 납땜, 또는 기계적 가공으로 이루어진다. 권선(33)을 만들기 위해 연속 와이어가 사용되는 경우 보다 권선(33)을 만들기가 한결 더 쉽다.In the first embodiment of the present invention, a continuous wire was used to make the winding 33. On the other hand, the second embodiment of the present invention uses U-type conductor pieces each having a straight portion 33a and a curved portion 33c, as shown in FIG. The conductor pieces are inserted into the slots of the iron core 32 along the axial direction so that the straight portions 33a are aligned. Then, a portion of the conductor pieces on the side of the iron core 32 away from the bend 33c are bent, and the ends 33b of the conductor pieces are connected so that the winding 33 is made on the iron core 32. do. The connection between the ends 33b of the conductor pieces is made by ultrasonic welding, arc welding, soldering, or mechanical machining. It is much easier to make the winding 33 than when continuous wire is used to make the winding 33.

컨덕터들의 일부분들은 슬롯들의 깊은 부분내에 위치되는 외측층과 슬롯들의 내측 개구들에 위치되는 내측층으로 나뉘어진다. 적어도 한 쌍의 그러한 컨덕터들의 일부분들이 슬롯마다 제공된다. 상이한 슬롯들내 컨덕터들의 내측층과 외측층 조각들은 직렬로 연결된다. 그러므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 코일단들이 서로 간에 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 컨덕터의 일부분들은 슬롯들의 깊은부분내에 쉽게 삽입될 수 있고 또한 슬롯들에 대한 높은 점유도가 이루어질 수 있다. 도 6에서, 슬롯당 컨덕터의 조각의 수는 4회전에 상응하고, 그리고 두 쌍의 외측층과 내측층이 있다. 쌍들의 숫자 2와 다른 경우에도, 상이한 권선 위상들이 서로 간에 간섭하는 것을 방지할 수 있다.Portions of the conductors are divided into an outer layer located in the deep portion of the slots and an inner layer located in the inner openings of the slots. Portions of at least a pair of such conductors are provided per slot. The inner and outer layer pieces of conductors in the different slots are connected in series. Therefore, as shown in FIG. 6, the coil ends can be prevented from interfering with each other. Thus, portions of the conductor can be easily inserted into the deep portions of the slots and also high occupancy for the slots can be achieved. In Figure 6, the number of pieces of conductor per slot corresponds to four turns, and there are two pairs of outer and inner layers. Even if the number 2 of the pairs is different, different winding phases can be prevented from interfering with each other.

본 발명의 제2실시예에서, 권선은 컨덕터조각들로 이루어진다. 이 경우에 있어서, 각 컨덕터를 직사각형 단면으로 만드는 것이 쉽고 그리고 높은 공간계수가 획득될 수 있다. 컨덕터조각들은 프레싱 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 재료비용과 제조비용을 절감할 수 있다.In a second embodiment of the invention, the winding is made of conductor pieces. In this case, it is easy to make each conductor into a rectangular cross section and a high space coefficient can be obtained. Conductor pieces may be formed by a pressing process. Therefore, material cost and manufacturing cost can be reduced.

다른 실시예Another embodiment

본 발명의 제2실시예는 거의 U-형 컨덕터조각들을 사용한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 거의 J-형 컨덕터조각들이 사용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 거의 J-형 컨덕터조각들은, 이의 직선부(33h)가 정렬되도록 철 코어(32)의 축방향을 따라 슬롯들내로 삽입된다. 그런 다음, 철 코어(32)의 두 측면 각각 상의 거의 J-형 컨덕터조각들의 말단들이 연결되어 권선(33)을 형성한다. 거의 J-형 컨덕터조각들이 보다 단순한 형상을 가지기 때문에, 이를 만들기는 한결 더 쉽다. 따라서, 비용의 장점이 있다.The second embodiment of the present invention uses nearly U-type conductor pieces. As shown in FIG. 7, nearly J-type conductor pieces can be used. In this case, nearly J-shaped conductor pieces are inserted into the slots along the axial direction of the iron core 32 such that its straight portion 33h is aligned. The ends of the nearly J-shaped conductor pieces on each of the two sides of the iron core 32 are then connected to form a winding 33. Since nearly all J-shaped conductor pieces have a simpler shape, it is much easier to make. Therefore, there is a cost advantage.

제2실시예에서, 고정자 권선(33)의 단면은, 이의 긴 측이 슬롯 개구(35)를 밀폐하도록 설치되게 직사각형 형상을 가진다. 도 8에 도시된 바와 같이, 고정자 권선(33)은 단지 반경방향을 따른 부분들의 선들에 배열될 수 있고, 그리고 이의 짧은 측들은 슬롯 개구(35)들을 밀폐할 수 있다. 직사각형 단면의 컨덕터들의 그러한 세로방향 스택배열은, 도 4에 도시된 직사각형 단면의 컨덕터들의 수평 스택배열을 사용한 경우와 비교하면, 컨덕터 표면과 슬롯들내 철 코어 사이의 대향 면적의 큰 비율이 이루어지도록 하고 또한 컨덕터들에서 철 코어로 열전도의 개선이 이루어지도록 한다. 코일말단(31)들의 축방향 길이의 변경없이, 즉 권선의 전기적 저항을 증가시킴이 없이 권선들의 부분들 사이의 원주방향 갭들을 증가시킬 수 있다. 이는, 슬롯당 회전수가 4회인 코일단들이 사시도인 도 6으로부터 명확히 알 수 있다. 따라서, 반경 외측방향으로 냉각팬(11)에 의한 냉각바람에 대한 바람저항이 감소될 수 있고, 또한 이에 따라 냉각바람의 흐름율이 증가될 수 있다. 냉각바람이 코일말단(31)을 통과해 흐르기 때문에, 냉각성능이 증가되고 그리고 교류발전기 출력이 한층 더 증가될 수 있다.In the second embodiment, the cross section of the stator winding 33 has a rectangular shape such that its long side is installed to seal the slot opening 35. As shown in FIG. 8, the stator winding 33 can only be arranged in lines of portions along the radial direction, and its short sides can close the slot openings 35. Such a longitudinal stack arrangement of rectangular cross-section conductors is such that a large proportion of the opposed area between the conductor surface and the iron core in the slots is achieved compared to the case of using the horizontal stack arrangement of the rectangular cross-section conductors shown in FIG. 4. And also improve the thermal conductivity from the conductors to the iron core. It is possible to increase the circumferential gaps between the parts of the windings without changing the axial length of the coil ends 31, ie without increasing the electrical resistance of the winding. This can be clearly seen from Fig. 6 in which the coil ends with four revolutions per slot are perspective. Therefore, the wind resistance to the cooling wind by the cooling fan 11 in the radially outward direction can be reduced, and accordingly, the flow rate of the cooling wind can be increased. Since the cooling wind flows through the coil end 31, the cooling performance can be increased and the alternator output can be further increased.

도 7에 도시된 본 발명의 실시예에서, 권선(33)은 감소된 저항을 가지고, 그리고 냉각성능에 여유가 있다. 따라서, 회전자(3)의 한 말단에 제공된 한 냉각팬으로만으로도 충분하다. 이 경우에 있어서, 부품의 수와 제조단계의 수를 감소시키는 것이 가능한다. 따라서, 교류발전기는 저렴해지고 또한 크기가 작아질 수 있다.In the embodiment of the present invention shown in FIG. 7, the winding 33 has a reduced resistance and has a margin of cooling performance. Therefore, only one cooling fan provided at one end of the rotor 3 is sufficient. In this case, it is possible to reduce the number of parts and the number of manufacturing steps. Therefore, the alternator can be cheaper and smaller in size.

도 9는 단지 한 냉각팬(11)만을 가지는 교류발전기를 보여준다. 도 9의 교류발전기에서, 냉각팬(11)이 제공되지 않은 회전자(3)의 말단면은 유입구(41) 주위의 프레임(하우징)(4)의 내측 벽표면에 인접하게 대향한다. 이 경우에 있어서, 프레임(하우징)(4)의 내측 벽표면은 냉각팬(11)을 위한 어깨로서 역할한다. 그러므로, 극 코어 디스크부(72)의 팬 능력이 증가한다. 따라서, 부품의 수와 제조단계의 수가 증가되지 않으면서, 두 개의 냉각팬을 가지는 구조에서 획득할 수 있는 냉각성능에 필적하는 냉각성능을 얻을 수 있다. 이외에도, 교류발전기의 출력을 한층 더 증가시킬 수 있다.9 shows an alternator having only one cooling fan 11. In the alternator of FIG. 9, the end face of the rotor 3 without the cooling fan 11 is opposed adjacent to the inner wall surface of the frame (housing) 4 around the inlet 41. In this case, the inner wall surface of the frame (housing) 4 serves as a shoulder for the cooling fan 11. Therefore, the fan capability of the pole core disk portion 72 is increased. Therefore, the cooling performance comparable to the cooling performance obtainable in the structure having two cooling fans can be obtained without increasing the number of parts and the number of manufacturing steps. In addition, the output of the alternator can be further increased.

Claims (12)

회전자; 회전자의 외부에 위치되고 또한 회전자와 마주보는 고정자; 및 상기 회전자와 상기 고정자를 지지하기 위한 프레임을 포함하고; 상기 고정자는 철 코어와 다수의 전기적 컨덕터들을 포함하고, 상기 철 코어는 다수의 슬롯들을 가지고, 상기 전기적 컨덕터들은 상기 슬롯들내에 위치되고, 상기 슬롯들은 개구들을 가지고, 상기 개구들은 상기 슬롯들을 규정하는 내측 벽들 사이의 폭 보다 작은 폭을 가지고, 상기 슬롯들의 상기 개구들의 폭은 상기 컨덕터들의 최소 폭 보다 작은 것이 특징인 차량용 교류발전기.Rotor; A stator located outside of the rotor and facing the rotor; And a frame for supporting the rotor and the stator; The stator includes an iron core and a plurality of electrical conductors, the iron core has a plurality of slots, the electrical conductors are located in the slots, the slots have openings, and the openings define the slots. And a width smaller than the width between the inner walls, the width of the openings of the slots being smaller than the minimum width of the conductors. 제1항에 있어서, 상기 슬롯들은 상기 전기적 컨덕터들을 위한 입구로서 말단 표면 개구들이 형성되는 상기 고정자 철 코어의 축방향으로 두 개의 말단 표면을 가지는 것이 특징인 차량용 교류발전기.2. The vehicle alternator of claim 1, wherein the slots have two end surfaces in the axial direction of the stator iron core in which end surface openings are formed as inlets for the electrical conductors. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슬롯들의 내측내 개구들은 상기 슬롯들의 컨덕터 수용부들의 폭 보다 협소하고, 그리고 상기 컨덕터들이 상기 슬롯들내에 위치되기 전의 상기 컨덕터들의 최소 폭 보다 협소한 것이 특징인 차량용 교류발전기.3. The method of claim 1, wherein the openings in the interior of the slots are narrower than the width of the conductor receptacles of the slots and are narrower than the minimum width of the conductors before the conductors are located in the slots. Vehicle alternator. 제1항에 있어서, 상기 컨덕터들은 슬롯들의 상기 개구들의 폭 보다 큰 직경을 가지는 원형 단면을 가지고, 그리고 상기 컨덕터들이 상기 슬롯들에 제공되어 상기 고정자 상에 권선을 형성하는 것이 특징인 차량용 교류발전기.2. The vehicle alternator of claim 1, wherein the conductors have a circular cross section having a diameter greater than the width of the openings of the slots, and the conductors are provided in the slots to form a winding on the stator. 제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각팬이 상기 고정자에 마주보는 상기 회전자의 적어도 한 축단에 설치되는 것이 특징인 차량용 교류발전기.3. The vehicle alternator according to claim 1 or 2, wherein a cooling fan is provided at at least one shaft end of the rotor facing the stator. 제1 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 냉각팬들은 상기 고정자에 마주보는 상기 회전자의 양 축단에 설치되는 것이 특징인 차량용 교류발전기.The alternator for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein cooling fans are installed at both shaft ends of the rotor facing the stator. 제1 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 축방향으로 상기 회전자의 말단 표면은 상기 프레임의 공기 유입구 주변부의 어깨부에 가까운 것이 특징인 차량용 교류발전기.6. The vehicular alternator as claimed in any one of claims 1 to 5, wherein the distal surface of the rotor in the axial direction is close to the shoulder portion of the periphery of the air inlet of the frame. 제1 내지 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬롯들내 상기 컨덕터들의 단면은 직사각형 형상을 가지는 것이 특징인 차량용 교류발전기.8. The vehicle alternator according to any one of claims 1 to 7, wherein the cross section of the conductors in the slots has a rectangular shape. 제1 내지 8항중 어느 한 항에 있어서, 다수의 컨덕터들이 서로 간에 전기적으로 절연되면서 상기 슬롯들내에 수용되고, 그리고 상기 다수의 컨덕터들은 슬롯들의 깊은 영역내에 위치되는 외측층과 슬롯들이 상기 개구측에 위치되는 내측층으로 된 하나 또는 그 이상의 쌍들을 형성하고, 그리고 슬롯들중에서 상이한 슬롯들내 상이한 층들의 컨덕터들은 직렬로 연결되어 고정자 권선을 형성하는 것이 특징인 차량용 교류발전기.9. The method of any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of conductors are received in the slots while being electrically insulated from each other, and the plurality of conductors are located at the opening side with an outer layer and slots located in a deep area of the slots. And one or more pairs of inner layers located, and conductors of different layers in different slots of the slots are connected in series to form a stator winding. 제9항에 있어서, 상기 고정자 권선은 다수의 컨덕터조각들의 조합을 포함하고, 상기 컨덕터조각들 각각은 상기 내측층의 컨덕터로서 한 슬롯내에 수용되는 한 직선부, 상기 외측층내 컨덕터로서 다른 슬롯내에 수용되는 다른 직선부 및 직선부들과 연속되는 재료로 만들어지고, 또한 한 말단측에서 직선부들을 연결시키는 굴곡부를 가지는 U-형 조각을 포함하고, U-형 조각은 직선부들의 다른 말단측 상에 제공되는 슬롯으로부터의 돌출부들에 의해 컨덕터조각들중 다른 것에 연결되는 것이 특징인 차량용 교류발전기.10. The stator winding of claim 9, wherein the stator winding comprises a combination of a plurality of conductor pieces, each of the conductor pieces being received in one slot as a conductor in the inner layer and in another slot as a conductor in the outer layer. A U-shaped piece made of a material continuous with the other straight portions and straight portions being formed, and also having a bend connecting the straight portions at one end side, the U-shaped pieces being provided on the other end side of the straight portions. A vehicle alternator characterized in that it is connected to another of the pieces of the conductor by protrusions from the slot. 제9항에 있어서, 상기 고정자 권선은 다수의 전기적 컨덕터조각들의 조합을 포함하고, 상기 컨덕터조각들 각각은 상기 내측층 또는 상기 외측층의 컨덕터로서 상기 슬롯에 수용되는 직선부와 그리고 직선부의 두 말단에 제공되는 슬롯으로부터의 돌출부들에 의해 상기 컨덕터조각들중 다른 것에 연결되는 조각을 포함하는 것이 특징인 차량용 교류발전기.10. The stator winding of claim 9, wherein the stator winding comprises a combination of a plurality of electrical conductor pieces, each of the conductor pieces being a straight portion received in the slot as a conductor of the inner layer or the outer layer and two ends of the straight portion. And a piece that is connected to another of the pieces of the conductor by protrusions from the slot provided in the. 제1 내지 11항중 어느 한 항에 있어서, 슬롯들내 컨덕터들은 고정자의 반경방향을 따라 연장하는 긴 측들을 가지는 직사각형 형상을 가지는 단면을 가지고, 그리고 컨덕터들 각각은 세로방향으로, 슬롯의 내측 벽표면에 마주보는 두 개의 표면을 가지고, 그리고 컨덕터들은 슬롯들내에 배열되어 수용되는 것이 특징인 차량용 교류발전기.12. The conductor according to any one of the preceding claims, wherein the conductors in the slots have a cross section having a rectangular shape with elongated sides extending along the radial direction of the stator, and each of the conductors is in the longitudinal direction, the inner wall surface of the slot. A vehicle alternator having two surfaces facing the conductors, and the conductors arranged and received in the slots.
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