KR100440877B1 - 자동차용 교류발전기의 방폭구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 별도의 추가부품없이 브러쉬홀더와 슬립링엔드프레임만으로 방폭구조를 구성하여 원가부담을 경감하면서 조립성과 생산성의 향상은 물론 품질과 내구성향상에 기여할 수 있도록 한 자동차용 교류발전기의 방폭구조에 관한 것으로서, 자동차용 교류발전기(30)에서 브러쉬(51)의 마모로 발생하는 이물질을 외부로 용이하게 배출하면서도 외부이물질의 유입을 차단할 수 있도록 하는 방폭구조(60)를 구성함에 있어서;

상기 방폭구조(60)는 브러쉬홀더(52)의 저면 일측에 브러쉬홀더(52)와 일체로 형성되는 제1방폭수단(61)과 슬립링엔드프레임(32)에 일체로 형성되는 제2방폭수단(62)으로 구성하고;

상기 제1방폭수단(61)은 브러쉬홀더(52)의 저면의 림(63)에서 일측방향으로 형성되는 돌출부(64)에 일정간격을 두고 형성되는 다수개의 가이딩블럭(65,66)으로 구성하고; 상기 제2방폭수단(62)은 돌출부(64)와 연접되는 슬립링엔드프레임(32)에 화염을 차단할 수 있도록 제1방폭수단(61) 방향으로 돌출시키는 차단벽(68)으로 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 교류발전기의 방폭구조{Alternator for vehicle}

본 발명은 자동차용 교류발전기의 방폭구조에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 로터샤프트의 단부에 장착되는 슬립링과 연접되는 브러쉬를 고정하는 브러쉬홀더와 그부위를 개선하여 브러쉬 마모로 발생하는 카본과 같은 이물질의 배출성을 향상시켜 폭발의 위험성을 배제시킬 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, 이러한 대표적인 예시를 도 2를 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)의 외측상간에는 기밀유지를 위한 가스켓(8)을 개재하여 밀폐하고, 외측은 리어커버(5)의 내측에 형성되는 수용홈(9)에 긴밀한 상태로 밀착고정되는 캡(10)으로 마감된다.

상기와 같은 종래기술의 브러쉬홀더의 일측에는 슬립링 방향으로 수분이나 이물질의 유입과 인화성 물질이 브러쉬홀더내로 유입되어 브러쉬와 슬립링의 연접으로 발생하는 스파크에 의한 화염이 외부로 유출되는 것이 차단하면서 브러쉬 마모로 발생하는 더스트의 배출을 용이하게 하기 위한 방폭수단(10)이 구비된다.

상기 방폭수단은 브러쉬홀더(1)의 일측에 다수개의 격벽(11,12)을 엇갈리게 형성한 후 가스켓(8)과 긴밀한 상태를 유지할 수 있도록 하고있다.

상기와 같은 종래기술에서는 기밀을 유지하기 위하여 가스켓을 더 추가하게 됨으로서 생산비용이 증가되고, 조립시 부품수의 증가로 인하여 가스켓의 누락이 있을 우려가 높다.

상기와 같이 조립하는 과정에서 가스켓의 누락이 있을 경우에는 방폭의 위험성은 물론 외부로부터 수분 및 이물질의 침투가 용이하여 결과적으로는 교류발전기의 성능과 내구성의 저하 및 품질의 저하를 가져오는 등의 문제점이 발생한다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 별도의 추가부품없이 브러쉬홀더와 슬립링엔드프레임만으로 방폭구조를 구성하여 원가부담을 경감하면서 조립성과 생산성의 향상은 물론 품질과 내구성향상에 기여할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 자동차용 교류발전기의 구성 단면도.

도 2는 종래기술이 적용된 교류발전기의 방폭구조를 도시한 발췌 단면도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기의 방폭구조를 발취한 단면도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기의 방폭구조중 브러쉬홀더에 적용된 방폭수단을 도시한 단면도.

도 5는 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기의 방폭구조중 슬립링엔드프레임에 적용된 방폭수단을 도시한 단면도.

도 6은 도 5에 적용된 방폭수단의 A부분을 발췌한 도면.

도 7은 도 6의 B - B선을 따라서 취한 단면도.

도 8은 도 3의 C방향에서 본 방폭구조의 일부파절상태 단면도.

도 9는 도 3의 D부위를 발췌한 단면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

30; 교류발전기

32; 슬립링엔드프레임

52; 브러쉬홀더

60; 방폭구조

61; 제1방폭수단

62; 제2방폭수단

67; 통로

68; 차단벽

70; 배출공

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

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 자동차용 교류발전기의 구성 단면도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기의 방폭구조를 발취한 단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기의 방폭구조중 브러쉬홀더에 적용된 방폭수단을 도시한 단면도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기의 방폭구조중 슬립링엔드프레임에 적용된 방폭수단을 도시한 단면도, 도 6은 도 5에 적용된 방폭수단의 A부분을 발췌한 도면, 도 7은 도 6의 B - B선을 따라서 취한 단면도, 도 8은도 3의 C방향에서 본 방폭구조의 일부파절상태 단면도, 도 9는 도 3의 D부위를 발췌한 단면도로서 함께 설명한다.

자동차용 교류발전기(30)는 도 1에 도시된 바와같이 드라이버 및 슬립링엔드프레임(31,32)상간에 스테이터코어(33)와 스테이터코일(34)로 구성되는 스테이터어셈블리(35)가 압입고정된다.

상기 스테이터어셈블리(35)의 내방으로는 드라이버 및 슬립링엔드프레임(31,32)에 고정된 베어링(36)에 의하여 지지되고 선단에는 동력을 전달받을 수 있도록 풀리(38)를 가지는 로터샤프트(40)가 횡방향으로 설치된다.

상기 로터샤프트(40)의 중도에는 로터코일(41)을 권취하여 로터샤프트(40)의 후방에 압입된 슬립링(42)과 연결시킨 스풀보빈(43)이 결합된다.

상기 스풀보빈(43)의 내방의 로터샤프트(40)에는 코어(44)가 결합되고, 상기 코어(44)의 외측에는 드라이버엔드 세그먼트(45)와 슬립링엔드 세그먼트(46)가 압입되어 스풀보빈(43)을 수용하는 구성의 로터어셈블리(50)가 구비된다.

상기 로터어셈블리(50)의 슬립링(42) 외방에는 배터리전원을 슬립링(42)을 통하여 로터코일(41)로 인가시켜 각 세그먼트(45,46)를 자화시키기 위한 브러쉬(51)를 내장한 브러쉬홀더(52)가 연접된다.

상기 브러쉬홀더(52)의 외방으로는 로터 및 스테이터어셈블리(40,35)에서 발전되는 전압을 일정한 상태로 유지하기 위한 전압조정기(53)와 전압이 조정된 교류를 직류로 정류하여주기 위한 수단으로 히트싱크와 다이오우드 및 터미널등으로 구성되는 정류기(54)가 구비되어 구성된다.

상기와 같은 교류발전기(30)의 작동은 엔진시동이 걸려지면 엔진의 동력을 로터샤프트(40)가 회전을하고, 이와 동시에 배터리의 전원이 슬립링(42)과 연접된 브러쉬(51)를 통하여 로터코일(41)로 전류가 인가되어 로터코일(41)의 외방에 위치한 세그먼트(45,46)에는 자력선이 발생한다.

이때, 로터샤프트(40)가 회전함으로서 스테이터코일(34)에는 3상교류가 유기되어 정류기(54)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(53)가 작동하여 항상 일정한 전압상태를 유지할 수 있도록 하고, 엔진이 정지하여 배터리에서 발전기로의 전류가 역류하려는 작용역시 다이오우드에 의하여 저지되어지는 작동이다.

본 발명에서는 로터샤프트(40)의 단부에 장착되는 슬립링(42)을 수용하면서 슬립링(42)과 전기적으로 접속하는 브러쉬(51)를 고정하는 브러쉬홀더(52)와 슬립링엔드프레임(32)을 개선하여 브러쉬(51)의 마모로 발생하는 이물질을 외부로 용이하게 배출하면서도 외부이물질의 유입을 차단할 수 있도록 한 방폭구조(60)를 가지는 교류발전기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 방폭구조(60)는 브러쉬홀더(52)의 저면 일측에 브러쉬홀더(52)와 일체로 형성되는 제1방폭수단(61)과 슬립링엔드프레임(32)에 일체로 형성되는 제2방폭수단(62)으로 구성된다.

상기 제1방폭수단(61)은 브러쉬홀더(52)의 저면의 림(63)에서 일측방향으로 형성되는 돌출부(64)에 다수개의 가이딩블럭(65,66)을 일정간격을 두고 엇갈리게 형성하여 통로(67)를 구성한다.

상기 제2방폭수단(62)은 돌출부(64)와 연접되는 위치의 슬립링엔드프레임(32)에 화염차단을 위한 제1방폭수단(61) 방향으로 돌출시키는 차단벽(68)을 형성한다.

상기 차단벽(68)은 제1방폭수단(61)의 가이딩블럭(65,66)상간에 형성되는 통로(67)의 중앙에 삽입되어 화염과 더스트가 슬립링엔드프레임(32)에 형성되는 배출공(70)으로 바로 배출되지 않고 가이딩블럭(65,66)과 차단벽(68)을 돌아서 유동하는 형태가 되도록 구성한다.

상기와 같은 본 발명은 엔진시동이 걸려지면 엔진의 동력을 로터샤프트(40)가 회전을하고, 이와 동시에 배터리의 전원이 슬립링(42)과 연접된 브러쉬(51)를 통하여 로터코일(41)로 전류가 인가되어 로터코일(41)의 외방에 위치한 세그먼트(45,46)에는 자력선이 발생한다.

이때, 로터샤프트(40)가 회전함으로서 스테이터코일(34)에는 3상교류가 유기되어 정류기(54)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(53)가 작동하여 항상 일정한 전압상태를 유지할 수 있도록 하고, 엔진이 정지하여 배터리에서 발전기로의 전류가 역류하려는 작용역시 다이오우드에 의하여 저지되어지는 작동이다.

이러한 작동으로 브러쉬(51)는 슬립링(42)과 전기적인 접촉이 지속됨으로서 브러쉬(51)가 마모하면서 브러쉬카본과 같은 이물질들이 발생하게 된다.

그러면, 교류발전기(30)의 리어커버(100)에 형성된 통공(101)을 통하여 외부공기가 유입되고, 유입된 공기는 리어커버(100)에 안치된 캡(101)의 공기통로(102)와 브러쉬홀더(52)에 형성되는 유입공(103)을 통하여 브러쉬홀더(52)로 유입된다.

유입된 공기와 이물질은 브러쉬홀더(52)와 슬립링엔드프레임(32)에 형성되는 방폭구조(60)를 경유하여 다시 외부로 배출되어지는데 이때 브러쉬카본과 같은 이물질이 함께 외부로 배출하는 것이다.

그리고, 혹여 유입되는 이물질에 의하여 화염이 발생하더라도 이물질과 함께 방폭구조(60)를 경유하게 된다.

이때, 슬립링엔드프레임(32)에 형성되는 배출공(70)으로 바로 배출되지 않고 브러쉬홀더(52)의 제1방폭수단(61)인 가이딩블럭(65,66)과 슬립링엔드프레임(32)에 형성되는 제2방폭수단(62)인 차단벽(68)에 부딪치면서 화염이 식으면서 돌아서 유동하는 형태가 되기 때문에 별다른 문제점을 가지지 않게된다.

이러한 본 발명은 슬립링엔드프레임(32)과 브러쉬홀더(52)만 이용하여 별도의 추가 부품없이 방폭구조(60)를 구성함으로서 원가절감과 조립성이 향상될 수 있는 등의 장점을 가진다.

이상과 같은 본 발명은 별도의 추가부품없이 브러쉬홀더와 슬립링엔드프레임만으로 방폭구조를 구성하여 원가부담을 경감하면서 조립성과 생산성의 향상은 물론 품질과 내구성향상에 기여할 수 있는 등 많은 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 드라이버엔드프레임(31)과 슬립링엔드프레임(31,32)상간에 압입되는 스테이터어셈블리(35);

   상기 스테이터어셈블리(35)의 내방에 설치되는 로터샤프트(40);

   상기 로터샤프트(40)의 설치되는 로터어셈블리(50)

   상기 로터어셈블리(50)의 슬립링(42) 외방에는 배터리전원을 슬립링(42)을 통하여 로터코일(41)로 인가시켜 각 세그먼트(45,46)를 자화시키기 위한 브러쉬(51)를 내장하여 연접되는 브러쉬홀더(52);

   상기 브러쉬홀더(52)의 외방에는 발전되는 전압을 일정한 상태로 유지하기 위한 전압조정기(53)와;

   전압이 조정된 교류를 직류로 정류하여주기 위한 수단으로 정류기(54)를 구비하여 구성되는 자동차용 교류발전기(30)에서 브러쉬(51)의 마모로 발생하는 이물질을 외부로 용이하게 배출하면서도 외부이물질의 유입을 차단할 수 있도록 하는 방폭구조(60)를 구성함에 있어서;

   상기 방폭구조(60)는 브러쉬홀더(52)의 저면 일측에 브러쉬홀더(52)와 일체로 형성되는 제1방폭수단(61)과 슬립링엔드프레임(32)에 일체로 형성되는 제2방폭수단(62)으로 구성하고;

   상기 제1방폭수단(61)은 브러쉬홀더(52)의 저면의 림(63)에서 일측방향으로 형성되는 돌출부(64)에 일정간격을 두고 형성되는 다수개의 가이딩블럭(65,66)으로구성하고;

   상기 제2방폭수단(62)은 돌출부(64)와 연접되는 슬립링엔드프레임(32)에 화염을 차단할 수 있도록 제1방폭수단(61) 방향으로 돌출시키는 차단벽(68)으로 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 방폭구조.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 제1방폭수단(61)의 가이딩블럭(65,66)은 일정간격을 두고 엇갈리게 형성하여 통로(67)를 구성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 방폭구조.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 제2방폭수단(62)의 차단벽(68)은 제1방폭수단(61)의 가이딩블럭(65,66)상간에 형성되는 통로(67)의 중앙에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 방폭구조.