KR100406719B1 - 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬홀더와 관련부위를 개선하여 브러쉬홀더로의 이물질유입은 차단하면서 브러쉬 마모로 발생하는 이물질은 외부로 배출할 수 있게하여 성능과 품질향상에 기여할 수 있도록 한 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기에 관한 것으로서, 스테이터어셈블리(15)와 로터어셈블리(30)로 구성되는 자동차용 교류발전기(10)에 있어서; 상기 브러쉬홀더(32)의 내방 양측에는 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 요입홈(40)에 슬라이딩 결합될 수 있도록 형성하는 결합돌기(41,42); 상기 일측의 결합돌기(42)는 브러쉬홀더(32)의 내측단부가 연장되어 형성되는 플랜지(43)에 일체로 형성하고; 상기 결합돌기(42)는 요입홈(40)의 끝에 닿지 않을 정도로 돌출시키고, 상기 플랜지(43)는 브러쉬(31)의 마모로 발생하는 이물질의 배출이 용이하도록 요입홈(40)의 외측면과 일정한 유격(44)을 가지도록 하고; 리어커버(45) 내측의 요입부(46)에 안치되는 캡(47)으로 마감되는 브러쉬홀더(32)의 외측단부 일측에는 외부공기의 유입을 위한 유입공(48)을 형성하고, 상기 캡(47)에는 리어커버(45)의 통공(49)을 통하여 외부공기는 유입시키면서 이물질은 차단할 수 있도록 유입공(48)과는 단차를 가지는 공기통로(50)를 가지도록 한 것이다.

Description

방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기{Alternator for vehicle}

본 발명은 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 로터샤프트의 단부에 장착되는 슬립링과 연접되는 브러쉬를 고정하는 브러쉬홀더와 그부위를 개선하여 브러쉬 마모로 발생하는 카본과 같은 이물질의 배출성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

자동차용 교류발전기는 엔진전장품중의 하나로서 엔진과 벨트로 연결되어 소모된 배터리전원을 충전시켜주고 다른 전장품으로 작동에 필요한 전류를 공급하여주는 역할을 수행한다.

이러한 자동차용 교류발전기는 드라이버 및 슬립링엔드프레임 상간에 압입되는 스테이터어셈블리와 이의 내방에서 로터샤프트에 의하여 지지되는 로터어셈블리로 크게 구성된다.

상기 로터어셈블리의 슬립링외방에는 발전된 교류를 직류로 정류하여 배터리로 인가하여 충전하는 정류장치와 발전된 전압을 일정한 상태로 유지시켜주는 전압조정기등이 구비되는 구성이다.

상기와 같은 교류발전기에서 브러쉬홀더는 로터샤프트의 단부에 장착되는 슬립링과 연접되어 배터리의 전원을 공급함으로서 슬립링을 통한 전류가 로터코일로 인가시키고 로터코일의 외방에 위치한 세그먼트에 자력선이 발생되어 스테이터코일에는 3상교류가 유기되도록 하여 발전작용을 할 수 있도록 한다.

종래에도 로터샤프트의 단부에 장착되는 슬립링의 보호와 슬립링과의 전기적으로 접속하는 브러쉬를 고정하기 위한 브러쉬홀더(1)가 구비되고 있으며, 이러한대표적인 예시를 도 4,5를 통하여 살펴보면 다음과 같다.

브러쉬홀더(1)는 로터샤프트(2)를 유지하기 위하여 베어링(3)을 개재한 슬립링엔드프레임(4)의 내측과 리어커버(5)상간에서 슬립링(6)을 수용한 상태로 고정된다.

상기 브러쉬홀더(1)의 내측은 슬립링엔드프레임(4)에 형성되는 수용턱(7)에 기밀유지를 위한 오링(8)을 개재하여 밀폐하고, 외측은 리어커버(5)의 내측에 형성되는 수용홈(9)에 긴밀한 상태로 밀착고정되는 캡(10)으로 마감된다.

상기와 같은 종래기술의 브러쉬홀더는 로터샤프트의 단부에 장착된 슬립링 방향으로 수분이나 이물질의 유입이 차단되고, 인화성 물질이 브러쉬홀더내로 유입되어 브러쉬와 슬립링의 연접으로 발생하는 스파크에 의한 화염이 외부로 유출되는 것이 차단되는 당점은 가진다.

그러나, 브러쉬홀더가 완전하게 밀폐된 상태에 있기 때문에 브러쉬가 슬립링과 연접하면서 브러쉬의 마모로 발생하는 브러쉬카본과 같은 이물질을 외부로 배출할 수 없게되는 단점을 가진다.

상기와 같이 브러쉬카본과 같은 이물질을 외부로 배출할 수 없게되면 누적되는 이물질이 베어링이나 베어링과 로터샤프트사이등 각각의 부품에 침투하여 원활한 작동성을 유지할 수 없어 교류발전기 전체의 성능과 품질안정을 해치게 되는 요인이 된다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 브러쉬홀더와 브러쉬홀더와 연관성있는 부위를 개선하여 브러쉬홀더로의 이물질유입은 차단하면서 브러쉬 마모로 발생하는 이물질은 외부로 배출할 수 있도록 하여 교류발전기의 성능과 품질향상에 기여할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 교류발전기의 단면 구성도.

도 2는 도 1의 A부위를 발췌한 단면도.

도 3은 도 2의 B부위를 발췌한 단면도.

도 4는 종래기술이 적용된 브러쉬홀더부위의 발췌 단면도.

도 5는 도 4의 C부위를 발췌한 단면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

10; 교류발전기

22; 슬립링

31; 브러쉬

32; 브러쉬홀더

40; 요입홈

42; 결합돌기

48; 유입공

50; 공기통로

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 교류발전기의 단면 구성도, 도 2는 도 1의 A부위를 발췌한 단면도, 도 3은 도 2의 B부위를 발췌한 단면도로서 함께 설명한다.

자동차용 교류발전기(10)는 도 1에 도시된 바와같이 드라이버 및 슬립링엔드프레임(11,12)상간에 스테이터코어(13)와 스테이터코일(14)로 구성되는 스테이터어셈블리(15)가 압입고정된다.

상기 스테이터어셈블리(15)의 내방으로는 드라이버 및 슬립링엔드프레임(11,12)에 고정된 베어링(16)에 의하여 지지되고 선단에는 동력을 전달받을 수 있도록 풀리(18)를 가지는 로터샤프트(20)가 횡방향으로 설치된다.

상기 로터샤프트(20)의 중도에는 로터코일(21)을 권취하여 로터샤프트(20)의 후방에 압입된 슬립링(22)과 연결시킨 스풀보빈(23)이 결합된다.

상기 스풀보빈(23)의 내방의 로터샤프트(20)에는 코어(24)가 결합되고, 상기 코어(24)의 외측에는 드라이버엔드 세그먼트(25)와 슬립링엔드 세그먼트(26)가 압입되어 스풀보빈(23)을 수용하는 구성의 로터어셈블리(30)가 구비된다.

상기 로터어셈블리(30)의 슬립링(22) 외방에는 배터리전원을 슬립링(22)을 통하여 로터코일(21)로 인가시켜 각 세그먼트(25,26)를 자화시키기 위한 브러쉬(31)를 내장한 브러쉬홀더(32)가 연접된다.

상기 브러쉬홀더(32)의 외방으로는 로터 및 스테이터어셈블리(20,15)에서 발전되는 전압을 일정한 상태로 유지하기 위한 전압조정기(33)와 전압이 조정된 교류를 직류로 정류하여주기 위한 수단으로 히트싱크와 다이오우드 및 터미널등으로 구성되는 정류기(34)가 구비되어 구성된다.

상기와 같은 교류발전기(10)의 작동은 엔진시동이 걸려지면 엔진의 동력을 로터샤프트(20)가 회전을하고, 이와 동시에 배터리의 전원이 슬립링(22)과 연접된 브러쉬(31)를 통하여 로터코일(21)로 전류가 인가되어 로터코일(21)의 외방에 위치한 세그먼트(25,26)에는 자력선이 발생한다.

이때, 로터샤프트(20)가 회전함으로서 스테이터코일(14)에는 3상교류가 유기되어 정류기(34)의 다이오우드로 인가되고, 3상교류를 인가받은 다이오우드는 전파정류하여 배터리의 전압보다 높을 때에만 전파정류한 전류를 충전시켜주고 여타의 다른 전장품으로 전류를 공급하게 된다.

그리고, 발전과정에서 전압이 규정치 이상이 될 경우에는 전압조정기(33)가 작동하여 항상 일정한 전압상태를 유지할 수 있도록 하고, 엔진이 정지하여 배터리에서 발전기로의 전류가 역류하려는 작용역시 다이오우드에 의하여 저지되어지는 작동이다.

본 발명에서는 로터샤프트(20)의 단부에 장착되는 슬립링(22)을 수용하면서슬립링(22)과 전기적으로 접속하는 브러쉬(31)를 고정하는 브러쉬홀더(32)와 관련부위를 개선하여 브러쉬(31)의 마모로 발생하는 이물질을 외부로 용이하게 배출하면서도 외부이물질의 유입을 차단할 수 있도록 한 방폭구조를 가지는 교류발전기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

이를 위한 본 발명의 구성을 살펴보면;

상기 브러쉬홀더(32)의 내방 양측에는 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 요입홈(40)에 결합될 수 있는 결합돌기(41,42)를 형성하여 슬라이딩 결합되도록 한다.

물론, 상기 일측의 결합돌기(42)는 브러쉬홀더(32)의 내측단부가 연장되어 형성되는 플랜지(43)에 일체로 형성한다.

상기 결합돌기(42)의 돌출정도는 요입홈(40)의 끝에 닿지 않을 정도로 유지하고, 상기 플랜지(43)역시 요입홈(40)의 외측면과 연접되지않고 일정한 유격(44)을 가지도록 하여 브러쉬(31)의 마모로 발생하는 이물질의 배출이 용이하도록 한다.

리어커버(45)의 내측에 형성되는 요입부(46)상에 안치되는 캡(47)으로 마감되는 브러쉬홀더(32)의 외측단부 일측은 외부공기의 유입을 위한 유입공(48)을 형성한다.

상기 유입공(48)과 연접되는 캡(47)에는 리어커버(45)에 형성되는 통공(49)을 통하여 외부공기는 유입시키면서 이물질은 차단할 수 있도록 유입공(48)과는 단차를 가지는 공기통로(50)를 형성하여 구성한다.

상기와 같은 본 발명은 엔진시동이 걸려지면 엔진의 동력을 로터샤프트(20)가 회전을하고, 이와 동시에 배터리의 전원이 슬립링(22)과 연접된 브러쉬(31)를 통하여 로터코일(21)로 전류가 인가되어 로터코일(21)의 외방에 위치한 세그먼트(25,26)에는 자력선이 발생한다.

이때, 로터샤프트(20)가 회전함으로서 스테이터코일(14)에는 3상교류가 유기되어 정류기(34)의 다이오우드로 인가되고, 3상교류를 인가받은 다이오우드는 전파정류하여 배터리의 전압보다 높을 때에만 전파정류한 전류를 충전시켜주고 여타의 다른 전장품으로 전류를 공급하게 된다.

그리고, 발전과정에서 전압이 규정치 이상이 될 경우에는 전압조정기(33)가 작동하여 항상 일정한 전압상태를 유지할 수 있도록 하고, 엔진이 정지하여 배터리에서 발전기로의 전류가 역류하려는 작용역시 다이오우드에 의하여 저지되어지는 작동이다.

이러한 작동으로 브러쉬(31)는 슬립링(22)과 전기적인 접촉이 지속됨으로서 브러쉬(31)가 마모하면서 브러쉬카본과 같은 이물질들이 발생하게 된다.

그러면, 교류발전기(10)의 리어커버(45)에 형성된 통공(49)을 통하여 외부공기가 유입되고, 유입된 공기는 리어커버(45)에 안치된 캡(47)의 공기통로(50)와 브러쉬홀더(32)에 형성되는 유입공(48)을 통하여 브러쉬홀더(32)로 유입된다.

유입된 공기는 이물질을 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 요입홈(40)과 이 요입홈(40)에 결합되는 결합돌기(42)상간의 공간을 통하여 다시 외부로 배출되어지므로 브러쉬카본과 같은 이물질을 외부로 배출하는 것이다.

상기와 같이 유입된 공기에 의하여 이물질과 함께 화염이 외부로 배출되더라도 금속성으로 되어 차가운 슬립링엔드프레임(12)과 마주치면서 식어버리기 때문에 별다른 문제점을 가지지 않게된다.

이상과 같은 본 발명은 브러쉬홀더와 브러쉬홀더 관련부위를 개선하여 브러쉬홀더로의 이물질유입은 차단하면서 브러쉬 마모로 발생하는 이물질은 외부로 배출할 수 있도록 하여 교류발전기의 성능과 품질향상에 기여할 수 있는 등의 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 드라이버 및 슬립링엔드프레임(11,12)상간에 스테이터코어(13)와 스테이터코일(14)로 구성되는 스테이터어셈블리(15);

   상기 스테이터어셈블리(15)의 내방 횡방향으로는 동력을 전달받을 수 있도록 선단에 풀리(18)를 가지고 설치되는 로터샤프트(20);

   상기 로터샤프트(20)의 중도에 로터코일(21)을 권취하여 로터샤프트(20)의 후방에 압입된 슬립링(22)과 연결시켜 결합되는 스풀보빈(23);

   상기 스풀보빈(23)의 내방의 로터샤프트(20)에 결합되는 코어(24);

   상기 코어(24)의 외측에는 드라이버엔드 세그먼트(25)와 슬립링엔드 세그먼트(26)가 압입되어 스풀보빈(23)을 수용하여 구비되는 로터어셈블리(30);

   상기 로터어셈블리(30)의 슬립링(22) 외방에는 배터리전원을 슬립링(22)을 통하여 로터코일(21)로 인가시켜 각 세그먼트(25,26)를 자화시키기 위한 브러쉬(31)를 내장한 브러쉬홀더(32)가 연접되는 자동차용 교류발전기(10)에 있어서;

   상기 브러쉬홀더(32)의 내방 양측에는 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 요입홈(40)에 슬라이딩 결합될 수 있도록 형성하는 결합돌기(41,42);

   상기 일측의 결합돌기(42)는 브러쉬홀더(32)의 내측단부가 연장되어 형성되는 플랜지(43)에 일체로 형성하고;

   상기 결합돌기(42)는 요입홈(40)의 끝에 닿지 않을 정도로 돌출시키고;

   상기 플랜지(43)는 브러쉬(31)의 마모로 발생하는 이물질의 배출이 용이하도록 요입홈(40)의 외측면과 일정한 유격(44)을 가지도록 하고;

   리어커버(45) 내측의 요입부(46)에 안치되는 캡(47)으로 마감되는 브러쉬홀더(32)의 외측단부 일측에는 외부공기의 유입을 위한 유입공(48)을 형성하고;

   상기 캡(47)에는 리어커버(45)의 통공(49)을 통하여 외부공기는 유입시키면서 이물질은 차단할 수 있도록 유입공(48)과는 단차를 가지는 공기통로(50)를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기.