KR100339469B1 - 차량용 교류발전기 - Google Patents
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Abstract
냉각액에 의한 냉각 기능부분의 구조 간단화를 도모한다.
냉각요(凹)부(4)를 갖는 전부래킷(2)과 냉각요(凹)부(5)를 갖는 후부래킷(3)이 합장상태로 조합되어 발전기축(114)과 고정자(111)와 회전자(31)로 되는 발전부품이 저장되는 부품수납실(6)을 형성하고, 냉각요(凹)부(4),(5)가 외주냉각실(7)을 형성하며, 후부래킷(3)에는 냉각커버(18)가 장착되어 후측 냉각실(21)을 형성하고, 외주냉각실(7)과 후측 냉각실(21)이 후부래킷(3)의 연락공(25)에 의해 접속된다.
Description
본 발명은 냉각액에 의한 냉각기능을 갖는 차량용 교류발전기에 관한 것이다.
도 5는 일본국 특공평 4-68850호 공보에서 개시된 차량용 부러시리스 교류발전기를 표시하는 단면도이다. 도 5에서, 101은 발전기케이스로 암형의 전부래킷(102)과 암형의 후부래킷(103)과 통상의 밀폐용기(enclosure)(104)가 조합되어 내측의 부품수납실(105)과 외측의 제1냉각실(106)을 구분 형성한다. 107은 전부래킷(102)과 후부래킷(103)의 합쳐지는 부분에 장착된 오링과 같은 실 부재, 108은 전부래킷(102)과 밀폐용기(104)와의 끼워맞춤부에 장착된 가스켓, 109는 후부래킷(103)과 밀폐용기(104)와의 끼워맞춤부에 장착된 가스켓, 110은 후부래킷(103)에 설치된 유입구부이다. 111은 통상의 고정자로, 고정자자극(112)과 고정자권선(113)으로 구성되고, 밀폐용기(104)에 부착된다. 114는 발전기축으로, 전부래킷(102)의 중심부와 후부래킷(103)의 중심부에 전베어링(115)과 후베어링(116)을 통해서 회전이 자유롭계 부착된다. 117은 풀리로, 전부래킷(102)보다 전방에 돌출한 발전기축(114)에 이와 일체로 회전할 수 있도록 장착된다. 118은 회전자극자로, 부품수납실(105)에서 발전기축(114)에 이와 일체로 회전할 수 있도록 끼워맞춰서 장착된 제1회전자극자(119)와, 제1회전자극자 (119)의 주연부에 지지환(120)을 통해서 고정된 제2회전자극자(121)를 구비한다. 122는 여자자(勵磁子)로서, 후부래킷(103)에 고정된 여자극자(123)와 여자극자(123)에 장착된 여자권선(124)으로 구성되고, 회전자극자 (118)에 형성된 통상의 수용부 (125)에 수용되어 있다. 고정자(111)와 회전자극자 (118)와 여자자(122)와의 각각의 사이에는 에어갭이 존재한다. 126은 여자자(122)의 열을 방열하기 위해 설치된 열전도체로서, 후부래킷(103)을 관통하고 있다. 127은 열전도체(126)가 후부래킷(103)을 관통하는 부분에 장착된 실제이다. 128은 판상의 냉각커버로서, 후부래킷(103)의 배면과의 사이에 제2냉각실(129)을 형성하도록 후부래킷(103)에 부착된다. 130은 후부래킷(103)에 형성된 연락통로로서, 제1냉각실(106)과 제2냉각실(129)을 연결하고 있다. 131은 후부래킷(103)과 냉각커버(128)와의 끼워맞춤부에 장착된 가스켓이다. 132는 냉각커버(128)의 배면에 부착된 전압조정기, 133은 전압조정기단자, 134는 냉각커버 (128)의 배면에 부착된 정류기, 135는 정류기단자, 136은 밀폐용기(104)보다 외측에 돌출해서 정류기단자 135에 접속된 고정자단자, 137은 정류기(134) 근방에 설치된 외부단자, 138은 전압조정기단자(135)에 접속된 외부단자(137)의 접속자이다. 140은 보호커버로서, 냉각커버(128), 전압조정기(132), 전압조정기단자(133), 정류기 (134), 정류기단자(135), 고정자단자(136), 접속자(138) 등을 덮도록 후부래킷 (103)에 부착된다. 141은 외부단자(137)를 보호커버(140)의 외측에 돌출시키기 위해 보호커버(140)에 형성된 구멍부, 142는 냉각액이다.
먼저, 상기 종래의 교류발전기를 자동차에 사용했을 때의 발전동작에 대해 설명한다. 교류발전기를 엔진의 실린더블록의 외측에 부착되고, 엔진의 크랭크샤프트에 설치된 풀리와 교류발전기의 풀리(117)에 환상의 벨트를 걸고 외부단자(137)와 자동차 배터리에 배선을 한다. 이 상태에서 운전자가 자동차의 이그니션 스위치를 온 조작하면 자동차의 배터리로부터 이그니션코일에 전류가 흘러서 엔진이 시동하는 동시에 여자전류가 배터리로부터 전압조정기(132)를 경유해서 여자권선(124)에 흐르고, 고정자자극(112)과 회전자극자(118)와 여자극자(123)가 자기회로를 형성한다. 그리고, 상기 엔진의 시동에 의해 발전기축(114)이 회전해서 회전자극자(118)가 회전하면 제1회전자극자(119)와 제2회전자극자(121)가 고정자극자(112)를 교대로 가로지름으로써 교번자속이 고정자권선(113)을 통과해 고정자권선(113)에 3상교류의 유도기전력이 발생한다. 이 유도기전력은 전압조정기(132)에서 전압조정된 후에 정류기(134)에서 정류되어 외부단자(137)로부터 도면외의 배선을 경유해서 배터리에 충전된다.
다음, 상기 종래의 교류발전기를 자동차에 사용했을 때의 냉각동작에 대해 설명한다. 교류발전기가 엔진에 부착되고, 유입구부(110)와 도면외의 유출공부가 도면외의 배관에 의해 엔진냉각계통에 접속되며, 엔진의 시동에 의해 교류발전기가 발전동작하고, 엔진냉각계통의 워터펌프가 구동해서 냉각액을 순환시킨다. 그 상태에서 점선표시의 냉각액(142)이 화살표 X3로 표시하는 바와 같이 유입구부(110)로부터 제1냉각실(106)과 연락통로(130)와 제2냉각실(129)을 순서대로 경유한다. 그리고, 제1냉각실(106)과 제2냉각실(129)에서 발전동작에 의해 고정자(111)와 여자자 (122)와 전압조정기(132)와 정류기(134) 등의 부품에서 발생한 열이 냉각액(142)과의 열교환에 의해 냉각액(142)에 빼앗긴다. 이 열을 빼앗은 냉각액 (142)은 유출구부로부터 엔진냉각계통으로 되돌아간다(이 냉각계통의 유사구조는 일본국 특개평 8-130854호 공보의 도 12에 개시되어 있다).
그러나, 상기 종래의 차량용 교류발전기는 이상과 같은 구성이므로, 제1냉각실(106)이 전부래킷(102)과 후부래킷(103)과 통상의 밀폐용기(104)의 3개의 다른 부품에 의해 부품수납실(105)로부터 사이가 동떨어진 형태로 형성되고, 제2냉각실(129)이 후부래킷 (103)과 냉각커버(128)와의 2개의 다른 부품에 의해 발전기케이스 (101)의 외측에 형성되어 있으며, 냉각액(142)에 의한 냉각기능을 담당하는 부분의 구조가 복잡하였었다.
그래서 본 발명의 목적은 냉각액에 의한 냉각기능부분의 구조 간단화가 도모되는 차량용 교류발전기를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 교류발전기를 표시하는 단면도,
도 2는 동 실시의 형태 1에 관한 냉각계통을 표시하는 블록도,
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 교류발전기를 표시하는 단면도,
도 4는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 교류발전기를 표시하는 단면도,
도 5는 종래의 교류발전기를 표시하는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 발전기케이스 2 : 전부래킷
3 : 후부래킷 4, 5 : 냉각요(凹)부
6 : 부품수납실 7 : 외주냉각실
14 : 냉각액 15, 16, 17, 23, 24, 63 : 냉각핀
18 : 냉각커버 21 : 후측 냉각실
25 : 연락공 26 : 유입구부
27 : 유출구부 28 : 전기절연재
29, 30 : 충전구부 31 : 회전자
32 : 회전자극자 35, 61 : 팬
62 : 격벽 44, 46 : 히트싱크
45, 47 : 열전도체 111 : 고정자
114 : 발전기축, 132 : 전압조정기134 : 정류기
청구항 1의 발명에 관한 차량용 교류발전기는 냉각팬에 의한 냉각기능을 차량용 교류발전기로서, 전부래킷과 후부래킷에 서로 결합되고, 전부래킷과 후부래킷의 적어도 한쪽에 냉각액을 수용하는 환상의 외주냉각실을 형성하는 냉각요(凹)부를 가지며, 전부래킷과 후부래킷이 발전기축과 고정자와 회전자로된 발전부품을 저장하는 부품수납실을 형성하는 동시에, 후부래킷의 배부에 냉각커버가 장착되어 후부래킷과 냉각커버가 후측 냉각실을 형성하고, 후부래킷을 통하여 외주냉각실과 후측 냉각실을 접속하는 연락공을 구비한 차량용 교류발전기에 있어서, 부품수납실은 냉각액을 통하지 않도록 외주냉각실과 후측 냉각실로부터 경리되어 있는 것을 특징으로 한다.청구항 2의 발명에 관한 차량용 교류발전기는 청구항 1에 기재한 환상의 외주냉각실을 형성하도록 냉각(凹)부가 전부래킷과 후부래킷의 쌍방에 형성되고, 전부래킷과 후부래킷의 맞붙인 면이 고정자와 대응하는 위치에 설정된 것을 특징으로 한다.청구항 3의 발명에 관한 차량용 교류발전기는 청구항 1에 기재한 전부래킷과 후부래킷의 맞붙인 면이 환상의 단차부로 형성된 것을 특징으로 한다.실시의 형태 1
도 1 ~ 도 3은 본 발명의 실시의 형태 1로서, 도 1은 차량용 부러시부 교류발전기를 표시하는 단면도, 도 2는 냉각계통을 표시하는 블록도이다. 도 1에서, 1은 발전기케이스이고, 암형의 전부래킷(2)과 암형의 후부래킷(3)이 외주에 환상의 냉각요(凹)부(4),(5)를 개별적으로 갖는다. 전부래킷(2)의 냉각요(凹)부(4)는 후방 개방형상이고, 후부래킷(3)의 냉각요(凹)부(5)는 전방 개방형상이다. 그리고, 전부래킷(2)과 후부래킷(3)이 합장상태로 조합되어 부품수납실(6)을 형성하는 동시에 냉각요(凹)부(4),(5)가 환상의 외주냉각실(7)을 밀봉상태로 형성한다. 전부래킷(2)과 후부래킷(3)의 합치는 면(8),(9),(10),(11)이 단차부로 형성된다. 부품수납실(6)과 외주냉각실(7)사이에서의 전부래킷(2)과 후부래킷(3)의 내측의 합쳐진 면(8),(9)은 고정자(111)에 대응하는 위치에 설정된다. 12는 합친면(8),(9)간에 배치된 오링 같은 실 부재, 13은 합친면(10),(11)간에 배치된 오링 같은 실 부재이다. 실 부재(12),(13)는 점선으로 표시하는 냉각액(14)이 외주냉각실(7)로부터 합치는 면 (8) ~ (11)을 경유해서 새는 것을 방지한다. 15, 16은 전부래킷(2)과 후부래킷(3)에서의 외주냉각실 측면에 설치된 냉각핀으로서, 발전기축(114)과 평행인 방향에 따른 소정 간격을 갖고 이격 배치되며, 또 전부래킷(2)과 후부래킷(3)에서의 전주방향으로 뻗는 다수의 환상으로 돌출해 있다. 17은 전부래킷(2)의 부품수납실(6)의 전측면에 설치된 냉각핀으로서, 발전기축(114)을 중심으로 한 반경이 다른 원주상의 각각에 위치하는 환상으로 돌출하고 있다. 냉각핀(15),(17)은 전부래킷(2)과 동일재질에 의해 전부래킷(2)의 성형시에 함께 성형됨으로써, 전부래킷(2)과 일체가 되어 있다. 냉각핀(16)은 후부래킷(3)과 동일재질에 의해 후부래킷(3)의 성형시에 함께 성형됨으로써, 후부래킷(3)과 일체가 되고 있다. 전부래킷(2)과 후부래킷(3) 및 냉각핀(15 ~ 17) 각각의 재료는 알루미늄과 같은 열전도가 좋은 금속이다.
18은 후부래킷(3)의 배면측에 장착된 냉각커버로서, 냉각커버(18)가 후부래킷(3)의 배면에 설치된 환상의 후플랜지부(19)에 알루미늄과 같은 열전도가 좋은 재료로 되는 볼트(20)에 의해 부착됨으로써, 후측 냉각실(21)이 후부래킷(3)과 냉각커버(18)와의 사이에 밀봉상태로 형성된다. 22는 후플랜지부(19)와 냉각커버(18)의 맞붙인면에 배치된 오링 같은 실 부재로, 후측 냉각실(21)의 냉각액(14)이 합친면에서 누설되는 것을 방지한다.
23은 전압조정기(132)에 대응해서 후부래킷(3)의 후측 냉각실 측면에 설치된 냉각핀, 24는 정류기(134)에 대응해서 후부래킷(3)의 냉각실 측면에 설치된 냉각핀이다. 이들 냉각핀(23),(24)은 후부래킷(3)과 같은 재질로 후부래킷(3)과 함께 형성됨으로써, 후부래킷(3)과 일체가 되어 있다. 이들 냉각핀(23),(24)은 발전기축 (114)을 중심으로 한 반경이 다른 다수의 원주상의 각각에 위치하는 환상으로 돌출해도 되나, 전압조정기(123)와 정류기(134)와의 각각에 대응시켜서 형성하면, 전압 조정기(123)와 정류기(134) 각각이 냉각액(14)에 의해 원활하게 냉각된다. 후부래킷(3)과 냉각핀(23),(24) 각각의 재료는 알루미늄과 같은 열전도가 좋은 금속이다.
25는 후측 냉각실(21)과 외주냉각실(7)을 접속하도록 후부래킷(3)에 설치된 연락공이다. 26은 후측 냉각실(21)에 연결되도록 후플랜지부(19)에 설치된 유입구부로, 유입구부(26)의 기부 외주면에 형성된 나사부가 후플랜지부(19)에 형성된 나사구멍에 체결됨으로써, 유입구부(26)가 후부래킷(3)에 부착된다. 27은 외주냉각실 (7)에 연결되도록 전부래킷(2)의 주벽에 설치된 유출구부로, 유출구부(27)의 기부 외주면에 형성된 나사부가 전부래킷(2)의 주벽에 형성된 나사구멍에 체결됨으로써, 유출구부(27)가 전부래킷(2)에 부착된다. 그리고, 냉각액(14)이 화살표 X1으로 표시하는 바와 같이 유입구부(26)로부터 후측 냉각실(21)에 도입된다. 그후, 냉각액(14)이 후측 냉각실(21)로부터 연락공을 경유해서 외주냉각실(7)로 흘러든다. 그리고, 냉각액(14)이 외주냉각실(7)부터 화살표 X2로 표시하는 바와 같이 유출구부(27)로부터 도출된다.
28은 열전도가 좋고 실리콘수지와 같은 전기절연재로서, 전부래킷(2)에 형성된 충전구부(29) 및 후부래킷에 형성된 충전구부(30)로부터 전부래킷(2)과 후부래킷 (3)과 고정자(111)에 의해 둘러싸인 극간에 충전고화된다. 따라서, 전부래킷(2) 및 후부래킷(3)에 고정된 고정자(111)를 더 한층 고정적으로 지지한다. 전기절연재(28)는 충전구부(29),(30)에 충전고화되지 않아도 되나, 도시한 바와 같이 전기절연재(28)가 충전구부(29),(30)에도 충전고화됨으로써, 발전기케이스(1)의 외부로부터 부품수납실(6)로의 물의 침입을 적절히 방지할 수가 있다.
실시의 형태 1에서는, 고정자(111), 발전기축(114), 전베어링(115), 후베어링(116), 풀리(117), 전압조정기(132), 정류기(134) 등의 요소는 종래예와 같으나, 상기 특징적인 구조에 더해, 하기 ① ~ ⑧의 사항이 종래예와 다르다.
① 고정자(111)가 부품수납실(6)에서, 후부래킷(3)의 내주면에 배치된다.
② 회전자(31)가 발전기축(114)에 압입 장착된 회전자극자(32)와 회전자극자(32)에 장착된 계자권선(33)으로 구성된다.
③ 회전자극자(32)가 전측과 후측에 관통하는 관통공(34)과, 전면에 고정된 팬(35)을 갖는다.
④ 계자권선(33)이 회전자(31)와 후베어링(116)과의 사이의 발전기축(114)에 압입 장착된 슬링거부(36)의 다수의 슬립링(37),(38)에 배선되고, 각 슬립링(37),(38)에는 후부래킷(3)에 부착된 부러시홀더부(39)의 다수의 부러시(40),(41)가 부러시스프링(42),(43)에 의해 개별적으로 접촉한다.
⑤ 전압조정기(132)가 후부래킷(3)의 부품수납실 측면에 알루미늄과 같은 열전도가 좋은 금속으로 된 판상의 히트싱크(44)와 실리콘수지 같은 열전도가 좋은 합성수지로 되는 판상의 열전도체(45)를 적층형상으로 개재시켜서 부착된다.
⑥ 정류기(134)가 후부래킷(3)의 부품수납실 측면에 알루미늄과 같은 열전도가 좋은 금속으로 된 판상의 히트싱크(46)와 실리콘수지와 같은 열전도가 좋은 합성수지로 되는 판상의 열전도체(47)를 적층형상으로 개재시켜서 부착된다.
⑦ 48은 전베어링(115)과 회전자극자(118)와의 사이에서 발전기축(114)에 바깥에서 끼워서 장착된 스페이서이다.
⑧ 49는 스페이서(48)보다 큰 내경을 갖는 환상의 베어링고정이고, 전부래킷(2)의 부품수납실(6)측에 볼트(50)로 부착됨으로써, 전베어링(115)의 부품수납실(6)측으로 이동을 규제한다.
또, 실시의 형태 1의 부러시 부착 차량용 교류발전기가 자동차에 사용된 경우의 발전동작은 종래 공지의 부러시 부착 차량용 교류발전기의 발전동작과 같다. 즉 차량용 교류발전기를 엔진의 실린더블록의 외측에 부착하고, 엔진의 크랭크샤프트에 설치된 풀리와 교류발전기의 풀리(117)에 환상의 벨트를 걸고, 도면외의 외부단자와 자동차의 배터리에 배선을 한다. 이 상태에서, 운전자가 자동차의 이그니션스위치를 온 조작하면, 자동차의 배터리로부터 이그니션코일에 전류가 흘러서 엔진이 시동하는 동시에 여자전류가 배터리로부터 부러시(40),(41)와 슬립링(42),(43)을 경유해서 계자권선(33)에 흘러 회전자극자(32)와 고정자자극(112)이 자기회로를 형성한다. 그리고 상기 엔진의 시동에 의해 발전기축(114)이 회전해서 회전자(31)가 회전하고, 회전자극자(32)가 고정자자극(112)을 교대로 가로지름으로써, 교번자속이 고정자권선(113)을 통과해 고정자권선(113)에 3상교류의 유도기전력이 발생한다. 이 유도기전력은 전압조정기(132)로 전압조정된 후에 정류기(134)에서 정류되어 도면외의 배선을 경유해서 배터리에 충전된다.
도 2에서, 51은 냉각액(14)을 저장하는 탱크, 52는 탱크(51)에 저장된 냉각액(14)을 송출하는 펌프, 53은 펌프(52)의 토출구부, 54는 토출구부(53)와 후측 냉각실(21)의 유입구부(26)를 접속한 배관, 55는 외주냉각실(7)의 유출구부(27)와 라디에이터(56)의 입구부(57)를 접속한 배관, 59는 라디에이터(56)의 출구부(58)와 탱크(51)의 반려구부(60)를 접속한 배관이다. 따라서, 냉각액(14)이 탱크(51)에 넣어진 상태에서, 자동차의 배터리로부터의 전력으로 구동하는 모터 또는 엔진의 구동으로 벨트를 통해서 구동하는 어느 하나의 구동수단에 의해 펌프(52)가 구동되면, 냉각액(14)이 탱크(51)로부터 펌프(52), 토출구부(53), 배관(54), 유입구부 (26), 후측 냉각실(21), 연락공(25), 외주냉각실(7), 유출구부(27), 배관(55), 입구부 (57), 라디에이터(56), 출구부(58), 배관(59), 반려구부(60)를 순서대로 경유해서 탱크(51)로 되돌아간다. 이 냉각액(14)이 순환하는 과정에서, 후측 냉각실 (21)에서 냉각액(14)이 발전동작에 의해 전압조정기(132)와 정류기(134) 등의 부품에서 생긴 열을 열교환에 의해 뺏아간다. 그후, 외주냉각실(7)에서 냉각액 (14)이 발전동작에 의해 고정자(111)와, 회전자극자(32)와 계자권선(33)등의 부품에서 생긴 열을 열교환기에 의해 뺏아간다. 그리고, 더워진 냉각액(14)은 라디에이터 (56)에서의 열교환에 의해 열을 방출해서 냉각한다.
실시의 형태 1의 구조에 의하면, 외주냉각실(7)이 환상의 냉각요(凹)부(4)를 갖는 전부래킷(2)과 환상의 냉각요(凹)부(5)를 갖는 후부래킷(3)과의 2개의 다른 부품에 의해 발전기케이스(1)의 외주에 부품수납실(6)과 격리된 형태로 형성되었으므로 외주냉각실(7)의 구조가 간단하다. 또, 후측 냉각실(21)이 후부래킷(3)과 냉각커버 (18)와의 2개의 다른 부품에 의해 발전기케이스(1)의 후측에 부품수납실(6)과 격리된 형태로 형성되었으므로 후측 냉각실(21)의 구조가 간단하다. 따라서, 냉각액(14)에 의한 냉각기능부분을 간단한 구조로 형성할 수가 있다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 냉각요(凹)부(4)가 전방 개방형상이고, 냉각요(凹)부(5)가 후방 개방형상이므로 냉각요(凹)부(4)를 전부래킷(2)에 전부래킷(2)의 성형으로부터 형성하는 경우, 냉각요(凹)부(5)를 후부래킷(3)에 후부래킷(3)의 성형에 의해 형성하는 경우에도 전부래킷(2)과 후부래킷(3)과의 성형형으로부터의 형의 이탈이 용이하다.
냉각커버(18)가 후부래킷(3)에 열전도가 좋은 재료로 된 볼트(20)에 의해 부착되었으므로 후부래킷(3)과 냉각커버(18)와의 사이의 열전도가 원활하게 되고, 냉각액(14)에 의한 냉각기능이 보다 향상된다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 발전기케이스(1)가 열전도가 좋은 재료로 형성되었으므로 부품수납실(6)의 내부에 저장된 고정자(111)나 회전자(31) 등의 부품에서 발생한 열이 발전기케이스(1)를 경유해서 외주냉각실(7)의 냉각액(14)에 방열되고 외주냉각실(7)의 내부를 흐르는 냉각액(14)에 의한 냉각작용이 향상된다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 후부래킷(3)이 열전도가 좋은 재료로 형성되었으므로 후부래킷(3)에 배치된 전압조정기(132)와 정류기(134) 등의 부품에서 생긴 열이 후부래킷(3)을 경유해서 후측 냉각실(21)의 내부를 흐르는 냉각액 (14)에 효율좋게 방열이 된다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 회전자극자(32)가 팬(35)를 갖고 있으므로 회전자(31)의 회전중, 팬(33)이 부품수납실(6)의 공기를 교반하고, 부품수납실(6)의 내부에 배치된 회전자(31), 고정자(111), 전압조정기(132), 정류기(134) 등의 발전부품을 효율좋게 냉각할 수가 있다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 회전자극자(32)가 관통공(34)을 갖고 있으므로 회전자(31) 주위의 공기가 관통공(34)을 경유해서 회전자(31)의 전후에 순환해서 상기 부품수납실(6)의 내부에서의 발전부품을 보다 효율좋게 냉각할 수가 있다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 고정자(111)가 열전도가 좋은 전기절연재(28)에 의해 전부래킷(2) 및 후부래킷(3)에 지지되어 있으므로 고정자(111)로부터 발생된 열이 전부래킷(2)과 후부래킷(3)을 경유해서 외주냉각실(7)에 효율좋게 방열할 수가 있다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 냉각핀(15),(16)이 전부래킷(2)에서의 냉각요(凹)부(4)와 후부래킷(3)에서의 냉각요(凹)부(5)에 형성되었으므로 고정자(111)에서 발생한 열이 전부래킷(2)과 후부래킷(3)과 냉각핀(15),(16)을 경유해서 외주냉각실 (7)의 내부를 흐르는 냉각액(14)에 효율좋게 방열할 수 있다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 냉각핀(15),(16)이 전부래킷(2)과 후부래킷(3)의 원주방향으로 뻗는 환상의 형태이므로 외주냉각실(7)에서 냉각핀(15),(16)이 냉각액(14)을 연락공(25)으로부터 유출구부(27)로의 물의 흐름을 만드는 가이드로서 작용하고, 냉각액(14)이 외주냉각실(7)의 연락공(25)으로부터 유출구부(27)로 원활하게 흘러 냉각액(14)에 의한 열교환이 좋아진다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 냉각핀(23)이 전압조정기(132)와 대응하고, 냉각핀(24)이 정류기(134)와 대응하며 쌍방의 냉각핀(23),(24)이 후부래킷(3)의 후측 냉각실 측면에 설치되었으므로 전압조정기(132)로부터 발생한 열 및 정류기(134)로부터 발생한 열이 후부래킷(3)과 냉각핀(23),(24)을 경유해서 후측 냉각실(21)의 내부를 흐르는 냉각액(14)에 효율좋게 방열할 수 있다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 전압조정기(132)가 히트싱크(44)와 열전도가 좋은 열전도체(45)를 통해서 후부래킷(3)에 적층상으로 부착되었으므로 전압조정기(132)에서 발생한 열이 후부래킷(3)에 효율좋게 전달할 수가 있다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 정류기(134)가 열전도가 좋은 히트싱크(46)와 열전도가 좋은 열전도체(47)를 통해서 후부래킷(3)에 적층상으로 부착되었으므로 정류기(134)로부터 발생한 열이 후부래킷(3)에 효율좋게 전달할 수가 있다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 전부래킷(2)과 후부래킷(3)과의 합치는 면(8),(9),(10),(11)이 단차부로서 형성되었으므로 전부래킷(2)과 후부래킷(3)의 성형형으로부터의 탈형이 용이하다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 부품수납실(6)과 외주냉각실(7)사이에서의 전부래킷(20과 후부래킷(3)과의 안쪽의 합치는 면(8),(9)이 고정자(111)와 대응하는 위치에 설정되었으므로 고정자(111)가 외주냉각실(7)로부터의 냉각액(14)의 누설을 방지하는 실 부재로서 작용하고 외주냉각실(7)의 방수성능이 향상된다.
또, 실시의 형태 1의 구조에 의하면, 도 3과 같이 냉각실(10)에는 자동차의 엔진 냉각계통과는 별계통의 적어도 탱크(51)와 라디에이터(56)로 되는 냉각계통이 접속되었으므로 발전기의 냉각과 엔진의 냉각이 서로 영향을 주지 않는 무관계가 되고, 쌍방의 냉각이 적절하게 실시된다.
실시의 형태 2
실시의 형태 1에서는 팬(35)을 회전자(31)의 앞쪽에 설치하였으나, 도 3에 표시하는 바와 같이, 팬(35)에 더해서 팬(61)을 회전자(61)의 뒤쪽에 설치하는 동시에 부품수납실(6)에 알루미늄과 같은 열전도가 좋은 금속으로 된 격벽(62)을 설치해도 똑같이 적용할 수가 있다. 도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 부러시부 교류발전기를 표시하는 단면도이다. 도 3에서 팬(61)은 회전자극자(32)의 후면에 고정되고, 격벽(62)이 회전자(31)와 부러시홀더부(39)와의 사이의 극간에 개재해서 후부래킷(3)에 도면외의 열전도성이 좋은 재료로 된 볼트에 의해 부착된다. 격벽(62)은 회전자 측면에 냉각핀(63)을 갖는다. 그리고 회전자(31)가 전후에 팬(35),(61)을 가짐으로써, 관통공(34)(도 1 참조)을 회전자극자(32)로부터 생략해도 부품수납실(6)의 공기가 효율좋게 교반이 된다. 또, 부품수납실(6)에 설치된 격벽 (62)의 회전자(31)나 고정자(111) 등 비교적 발열량이 높은 발전부품과 전압조정기 (132)나 정류기(134) 등의 비교적 발열량이 낮은 발전부품을 격리하였으므로 전압조정기(132)나 정류기(134)에 포함되는 열에 비교적 약한 IC 등의 반도체부품이 회전자(31)나 고정자(111) 등에서 부품수납실(6)에 방열되는 열로부터 적절하게 보호할 수가 있다.
실시의 형태 3
실시의 형태 1, 2에서는 차량용 부러시부 교류발전기를 사용하였으나, 도 4에 표시하는 바와 같이 차량용 부러시리스 교류발전기에도 같이 적용할 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 부러시레스 교류발전기를 표시하는 단면도이다. 도 4에서, 상기 회전자(31)에 상당하는 발전부품이 발전기축(114)에 고정된 회전자극자(118)와 격벽(62)에 열전도성이 좋은 재료로 되는 볼트(63)에 의해 고정된 여자자(122)에 의해 형성되는 동시에 여자자(122)가 회전자극자(118)에 형성된 통상의 수용부(125)에 내장되어 있다. 따라서, 여자자(122)로부터 발생한 열이 볼트(63)로부터 격벽(62)을 경유해서 후부래킷(3)에 전달되어서 효율좋게 방열된다.
실시의 형태 1 ~ 3에서는 냉각액이 후측 냉각실(21)로부터 외주냉각실(7)에 흐르는 형태로 하였으나, 유입구부(26)와 유출구부(27)의 위치를 서로 바꾸어서 냉각액을 외주냉각실(7)보다 후측 냉각실(21)에 흐르도록 해도 되나, 이 경우는 냉각액이 고정자(111)나 회전자(31) 또는 회전자극자(118) 및 여자자(122) 등의 발열량이 높은 발전부품을 먼저 냉각하고, 그후에 전압조정기(132)나 정류기(134) 등 발열량이 낮은 발전부품을 냉각하게 되므로 냉각액의 흐름을 빠르게 할 필요는 있다. 이에 비해, 냉각 실시의 형태 1 ~ 3과 같이 냉각액을 후측 냉각실(21)로부터 외주냉각실(7)에 흐르도록 하면, 냉각액이 전압조정기(132)나 정류기(134) 등 발열량이 낮은 발전부품을 먼저 냉각하고, 그후에 고정자(111)나 회전자(31) 또는 회전자극자 (118) 및 여자자(122) 등 발열량이 높은 발전부품을 냉각하게 되고, 냉각액의 흐름을 빠르게 하지 않아도 냉각액에 의한 냉각효율이 보다 향상된다. 또, 발전기축 (114)으로는 히트파이프를 내장한 구조, 또는 히트파이프 구조로 하면, 회전자(31)나 회전자극자(118)에서 발생한 열이 발전기축(114)을 통해서 효율좋게 방열하고, 회전자(31)나 회전자극자(118)의 냉각성능이 향상된다.
이상과 같이 청구항 1의 발명에 의하면, 전부래킷과 후부래킷에 서로 결합되고, 전부래킷과 후부래킷의 적어도 한쪽에 냉각액을 수용하는 환상의 외주냉각실을 형성하는 냉각요(凹)부를 가지며, 전부래킷과 후부래킷이 발전기축과 고정자와 회전자로된 발전부품을 저장하는 부품수납실을 형성하는 동시에, 후부래킷의 배부에 냉각커버가 장착되어 후부래킷과 냉각커버가 후측 냉각실을 형성하고, 후부래킷을 통하여 외주냉각식과 후측 냉각실을 접속하는 연락공을 구비하며 부품수납실은 냉각액을 통하지 않도록 외주냉각실과 후측 냉각실로부터 경리되어 있으므로, 외주냉각실이 전부래킷과 후부래킷으로 되는 2개의 부품으로 형성 될 수 있고, 후측 냉각실이 후부래킷과 냉각커버로 되는 2개의 부품으로 형성 될 수 있으며 냉각액에 의한 냉각기능부분이 간단한 구조로 형성될 수 있다.
청구항 2의 발명에 의하면, 외주냉각실이 전부래킷의 냉각요(凹)부와 후부래킷의 냉각요(凹)부에 의해 형성되고, 전부래킷과 후부래킷의 합치는 면이 고정자와 대응하였으므로 고정자가 외주냉각실의 방수성능이 향상 될 수 있다
청구항 3의 발명에 의하면, 전부래킷과 후부래킷의 합치는 면이 단차부에 의해 형성되었으므로 전부래킷과 후부래킷이 쉽게 형성된다.
Claims (3)
- 냉각액에 의한 냉각기능을 갖는 차량용 교류발전기로서, 전부래킷과 후부래킷에 서로 결합되고, 전부래킷과 후부래킷의 적어도 한쪽에 냉각액을 수용하는 환상의 외주냉각식을 형성하는 냉각요(凹)부를 가지며, 전부래킷과 후부래킷이 발전기축과 고정자와 회전자로된 발전부품을 저장하는 부품수납실을 형성하는 동시에, 후부래킷의 배부에 냉각커버가 장착되어 후부래킷과 냉각커버가 후측냉각식을 형성하고, 후부래킷을 통하여 외주냉각실과 후측 냉각실을 접속하는 연락공을 구비한 차량용 교류발전기에 있어서, 부품수납실은 냉각액을 통하지 않도록 외주냉각실과 후측냉각식로부터 경리되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
- 제 1 항에 있어서, 환상의 외주냉각실을 형성하도록 냉각요(凹)부가 전부래킷과 후부래킷과의 쌍방에 형성되고, 전부래킷과 후부래킷과의 맞붙인 면이 고정자와 대응하는 위치에 설정된 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
- 제 1 항에 있어서, 전부래킷과 후부래킷과의 맞붙인 면이 환상의 단차부에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
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