KR100483205B1

KR100483205B1 - 차량용 교류발전기_

Info

Publication number: KR100483205B1
Application number: KR10-1998-0054237A
Authority: KR
Inventors: 용 식 정
Original assignee: 발레오전장시스템스코리아 주식회사
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2005-07-07
Also published as: KR20000039040A

Abstract

본 발명은 차량용 교류발전기에 관한 것으로, 그 목적은 회전자코일이 감겨진 보빈에 인출선과 리드선이 결선되는 구조를 마련하여 리드선이 보빈측으로 연장되고 인출선의 인출거리가 단축됨으로써 회전과 진동에 의한 인출선의 단선의 방지와 리드선의 결합이 용이한 차량용 교류발전기를 제공하는 것으로서, 외관을 형성하는 브래킷, 브래킷의 내측에 고정자코일을 권선하여 마련된 고정자, 고정자코일과 자로를 형성할 수 있도록 회전자코일이 권선된 보빈, 보빈을 감쌀 수 있도록 마련된 회전자, 회전자와 연동할 수 있도록 회전자와 결합되며 브래킷의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축, 회전축의 일측에 마련되어 계자전류를 공급받는 슬립링, 슬립링에서 외부로 연장되는 리드선, 리드선과 연결되어 계자전류를 회전자코일로 전달할 수 있도록 회전자코일에서 연장되는 인출선, 보빈의 외부 일측에는 리드선이 고정되어 인출선과 결선될 수 있도록 리드선의 선단이 관통 고정되는 결선홀이 형성된 결선부재가 구비되는 구성이다.

Description

차량용 교류발전기

본 발명은 차량용 교류발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자코일에 계자전류를 공급할 수 있도록 연결된 슬립링 리드선의 결선구조를 개선한 차량용 교류발전기에 관한 것이다.

도 1은 종래 차량용 교류발전기의 구성을 보인 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이 교류발전기는, 전,후방으로 분리구성되어 외관 몸체를 이룰 수 있도록 전방브래킷(10a)과 후방브래킷(10b)으로 구성된 브래킷(10)의 내부에 고정자(20)와 회전자(30)가 설치된다.

먼저, 고정자(20)는 전방브래킷(10a)과 후방브래킷(10b)이 결합되는 사이에 내측으로 설치되는 것으로서, 회전자(30)의 회전시 상호작용하여, 기전력이 발생되도록 고정자코일(21)이 권선된다.

다음, 회전자(30)는 고정자(20)의 내측에 회전 가능하게 설치되는 것으로서, 서로 맞물리는 한쌍의 폴코어(34)의 내측으로 보빈(33)이 마련되어있고, 이 보빈(33)의 외측으로는 회전자코일(31)이 권선된다. 그리고 축방향의 전후면에는 한쌍의 냉각팬(43a,43b)이 점용접으로서 고정된다.

또, 회전자(30)의 중심부에는 회전자(30)와 연동할 수 있도록 회전축(40)이 설치되는데, 이 회전축(40)은 브래킷(10)에 고정된 베어링(44a,44b)에 의해 회전지지를 받는 것으로서, 전방브래킷(10a) 외부로 연장된 회전축(40)의 일단부에는 외부의 동력을 전달받는 풀리(42)가 장착되며, 후방브래킷(10b) 외측으로 연장된 회전축(40)의 타단부에는 회전자코일(31)에 전류를 공급하는 슬립링(60)이 마련된다.

아울러, 후방브래킷(10b) 외부로 연장된 회전축(40)의 타단부 주위에는 교류를 직류로 변환하는 정류기(81), 출력을 제어하는 전압조정기(82), 브러시(71)가 내장된 브러시홀더(70) 등이 마련되며, 그 외측으로는 엔드커버(80)가 이들을 감쌀 수 있도록 결합된다.

한편, 슬립링(60)은 중공의 플라스틱사출물로서, 슬립링(60)측으로 탄성지지되는 브러시(71)와 지속적으로 밀착되어 계자전류를 공급받을 수 있도록 외주면에는 금속재질의 F극성부(61)와 L극성부(62)가 마련되는 것으로서, 중공의 내부면이 회전축(40) 타단의 직경이 축소되어 연장된 단차축(41)에 결합된다.

또한, 축방향으로 일정간격 이격되어 형성되는 슬립링(60)의 F극성부(61)와 L극성부(62)의 내측으로는 회전자코일(31)측으로 연장되는 각각의 슬립링(60) 리드선(63a,63b)이 마련된다. 이 리드선(63a,63b)은 굵은 동선으로 마련되는 것으로 회전자코일(31)측으로 연장된 후 외경측으로 절곡되고 다시 슬립링(60)측으로 절곡되어, 그 양측 선단이 슬립링(60)측으로 향하는 “ㄷ”자를 형성하는데, 각각의 리드선(63a,63b)은 서로 대칭되게 180。 간격으로 이격되어 위치한다. 그리고 이 리드선(63a,63b)은, 회전자코일(31)에서 외측으로 연장되는 회전자코일(31) 인출선(32a,32b)과 결선되는데, 이 인출선(32a,32b)은, 가느다란 코일선으로 형성된다.

아울러, 이러한 접속을 위해 리드선(63a,63b)과 인출선(32a,32b)이 접하게되는 회전자(30)의 전면에는 슬리브(50)가 마련된다. 이 슬리브(50)는 슬립링(60)의 외측으로 압입 설치되어 고정될 수 있도록 내부에 슬리브홀(53)이 마련된다. 그리고 외주면의 양측에는 슬립링(60) 리드선(63a,63b)의 선단이 삽입될 수 있도록 외부로 연장되는 연장부(54)가 마련되어있고, 그 내부에는 리드선(63a,63b)이 관통될 수 있도록 체결홀(51)이 형성된 금속재질의 보강판(52)이 마련된다.

이러한 슬리브(50)는 체결홀(51)의 내부로 슬립링(60)의 절곡된 리드선(63a,63b)이 삽입될 수 있도록 회전축(40)의 타단측에서 일단측으로 이동하며 이때 슬리브홀(53)의 내부로 회전축(40)이 압입고정되는 것이다. 그리고, 체결홀(51)의 외부로 연장된 리드선(63a,63b)의 외측으로 회전자코일(31)의 인출선(32a,32b)을 대략 2회정도 감고 결합된 외측으로는 납땜을 하여 리드선(63a,63b)과 인출선(32a,32b) 그리고 체결홀(51) 외부의 보강판(52)이 전기적으로 접속되는 것이다. 그리고 회전자(30)의 회전과 진동에 의해 인출선(32a,32b)이 리드선(63a,63b)과 단선되는 것을 방지하기 위해 인출선(32a,32b)의 외부에 에폭시(Epoxy)를 도포하여 인출선(32a,32b)을 폴코어(34)에 고정시키게 된다.

이와 같이 구성된 교류발전기는 회전축(40)과 회전자(30)의 회전시에 브러시(71)를 통해 슬립링(60)에는 계자전류가 공급되고, 이 계자전류는 슬립링(60)의 리드선(63a,63b)과 회전자코일(31)의 인출선(32a,32b)을 거쳐 회전자코일(31)로 전달된다. 이로써 회전자코일(31)에서는 기자력이 발생되고, 이 기자력에 의해 고정자(20)에 권선된 고정자코일(21)에는 유도기전력, 즉 출력전류가 발생된다. 그리고 출력전류는 정류기(81)와 전압조정기(82)를 거쳐 차량의 각 부분에 공급된다.

그러나, 이와 같은 종래의 교류발전기는, 리드선이 회전축과 평행하게 설치되므로 인출선을 리드선에 감을 때 회전축에 의해 감는 작업이 불편하게된다. 이로 인해 양산하는 라인에서 적체가 가장 심하고 이로 인해 전체적인 공정이 지연되므로 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또, 가느다란 코일선으로 이루어진 회전자코일의 인출선이 슬리브까지 연장되므로, 회전과 진동에 의해 단선되는 것을 방지하기 위해 에폭시를 도포하는데, 에폭시를 정해진 위치에 도포하지 못하였을 때는 회전자 폴코어에 점용접되는 냉각팬의 결합이 불량해져 제품의 신뢰성을 저해하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전자코일이 감겨진 보빈에 인출선과 리드선이 결선되는 구조를 마련하여 리드선이 보빈측으로 연장되고 인출선의 인출거리가 단축됨으로써 회전과 진동에 의한 인출선의 단선의 방지와 리드선의 결합이 용이한 차량용 교류발전기를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외관을 형성하는 브래킷, 상기 브래킷의 내측에 고정자코일을 권선하여 마련된 고정자, 상기 고정자코일과 자로를 형성할 수 있도록 회전자코일이 권선된 보빈, 상기 보빈을 감쌀 수 있도록 마련된 회전자, 상기 회전자와 연동할 수 있도록 상기 회전자와 결합되며 상기 브래킷의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축, 상기 회전축의 일측에 마련되어 계자전류를 공급받는 슬립링, 상기 슬립링에서 외부로 연장되는 리드선, 상기 리드선과 연결되어 계자전류를 상기 회전자코일로 전달할 수 있도록 상기 회전자코일에서 연장되는 인출선을 구비하는 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 보빈의 외부 일측에는 상기 리드선이 고정되어 상기 인출선과 결선될 수 있도록 상기 리드선의 선단이 관통 고정되는 결선홀이 형성된 결선부재가 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 하나의 실시예를 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 차량용 교류발전기의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 슬립링 리드선의 결선구조를 보인 분해사시도이다.

본 발명의 차량용 교류발전기는, 전,후방으로 분리구성되어 외관 몸체를 이루며 공기를 흡입 및 배기시켜 내부에서 발생되는 열을 식힐 수 있도록 전방브래킷(110a)과 후방브래킷(110b)으로 형성된 브래킷(110)이 마련되고, 그 내부에 한쌍의 폴코어(134)로 이루어져 회전 가능하게 설치되는 회전자(130)가 마련되고, 이 회전자(130)와 브래킷(110)의 사이에는 회전자(130)를 감쌀 수 있도록 고정자(120)가 설치되며, 후방브래킷(110b)의 외측에는 전기부품이 장착된다.

먼저, 고정자(120)는 전방브래킷(110a)과 후방브래킷(110b)이 결합되는 사이에 내측으로 설치되는 것으로서, 전방브래킷(110a)과 후방브래킷(110b)이 장봉의 볼트(111)로서 연결되는 것이다. 그리고 고정자(120)는 그 내측으로 마련되는 회전자(130)와 일정한 간격을 유지하여 회전자(130)의 회전시 상호작용하여, 전기회로를 연결할 때 여기에 전류를 흐르게하는 원동력인 기전력을 발생하도록 고정자코일(121)이 권선되어있다.

다음으로, 회전자(130)는 고정자(120)의 내측으로 회전 가능하게 설치되는 것으로서, 서로 맞물리는 한쌍의 폴코어(134)의 내측으로 보빈(150)이 마련되어있고, 이 보빈(150)에는 회전자코일(131)이 권선되어있다. 보빈(150)은 절연재질인 플라스틱으로 마련되어 회전자코일(131)을 절연시키게 되는데, 그 내부가 중공으로 마련되며 양측의 선단부는 외경측으로 확관되어 그 내측으로 회전자코일(131)을 권선할 수 있도록 플랜지부(151)가 마련되어있으며 후방측으로 형성된 플랜지부(151)의 외경측으로는 180。 간격으로 이격되어 내측을 감은 회전자코일(131)이 감겨져 고정되는 후크부(152)가 마련된다. 이 후크부(152)는 보빈(150)과 일체로 형성되는 것으로서, 보빈(150)의 외경측으로 돌출되어 양방향으로 분기형성되는 것이다. 그리고 보빈(150)에 권선된 회전자코일(131)의 외경측으로는 회전자코일(131)의 풀림을 방지하도록 절연테이프(미도시)를 감는다.

또, 회전자(130)의 중심부에는 회전자(130)와 연동할 수 있도록 회전자(130)에 압입되어 설치되는 회전축(140)이 마련된다. 이 회전축(140)은 회전자(130)를 관통하며, 브래킷(110)에 고정된 베어링(144a,144b)에 의해 회전지지될 수 있도록 설치되는 것으로서, 회전자(130)의 외측으로 연장되는 부분에는 브래킷(110)의 내부부품을 냉각시킬 수 있도록 한쌍의 냉각팬(143a,143b)이 점용접으로서 폴코어(134)의 전후면에 설치된다. 그리고 전방브래킷(110a) 중심부를 관통하여 외부로 연장된 회전축(140)의 일단부에는 엔진(미도시)과 벨트(미도시)로서 연결되는 풀리(142)가 장착되어있으며, 후방브래킷(110b) 외측으로 연장된 회전축(140)의 타단부에는 회전자코일(131)에 전류를 공급하는 슬립링(160)이 마련되어있고, 그 외측에는 회전되는 슬립링(160)과 지속적으로 밀착될 수 있도록 슬립링(160)측으로 탄성지지되는 브러시(171)가 설치된다.

아울러, 후방브래킷(110b) 외부로 연장된 회전축(140)의 타단부 주위에는 발전기의 전기기능부품인 교류를 직류로 변환하는 정류기(181), 회전자코일(131)에 흐르는 계자전류 및 발전기의 출력을 제어하는 전압조정기(182), 브러시(171)가 내장된 브러시홀더(170) 등이 마련되며, 그 외측으로는 엔드커버(180)가 이들을 감쌀 수 있도록 결합된다.

한편, 회전자코일(131)은 일정한 계자전류를 공급받을 수 있도록 슬립링(160)과 연결되어있는데, 본 발명에서는 슬립링(160)에서 연장되는 리드선(163a,163b)과 회전자코일(131)에서 인출되는 인출선(132a,132b)이 보빈(150)의 외부에서 결선될 수 있도록 마련되는 것이다.

먼저, 슬립링(160)은 중공의 플라스틱사출물로서, 그 외주면에는 브러시(171)와 밀착되어 계자전류를 공급받을 수 있도록 금속재질의 F극성부(161)와 L극성부(162)가 마련되어있고, 내주면에는 회전방향으로의 미끄러짐을 방지할 수 있도록 축방향으로 홈이 형성된 룰렛가공이 되어있다. 그리고 이와 대응되도록 회전축(140) 타단부에 직경이 축소되어 연장된 단차축(141)에는 외주면으로 축방향의 룰렛가공이 되어있다. 또, 슬립링(160)의 F극성부(161)와 L극성부(162)는 축방향으로 일정간격 이격되어 형성되고, 슬립링(160)의 내측으로는 회전자코일(131)측으로 연장되는 각각의 슬립링(160) 리드선(163a,163b)이 마련된다.

리드선(163a,163b)은 굵은 동선을 피복하여 마련한 것으로서 회전자코일(131)측으로 연장된 후 외경측으로 절곡되고 다시 회전자(130)측으로 절곡되어 크랭크형상으로 마련되는 것으로서, 그 양측선단은 피복이 벗겨져 일단은 슬립링(160)의 F극성부(161)와 L극성부(162)에 결합되고, 타단은 서로 대칭되게 180。 간격으로 이격되어 보빈(150)에 결합된다. 이를 위해 보빈(150)에는 리드선(163a,163b)이 결합되는 결선부재(200)가 마련된다.

결선부재(200)는 서로 대칭되게 180。 간격으로 이격된 리드선(163a,163b)의 선단과 대응되도록 보빈(150)의 외경측에 보빈(150)과 일체로 형성되는 것으로서, 보빈(150)의 후방측 플랜지부(151)에 180。 간격으로 이격되어 내측을 감은 회전자코일(131)이 감겨져 고정되는 후크부(152)의 외경측으로 돌출되어 형성되는데, 후방브래킷(110b)측으로 소정각도 기울어져 경사지게 마련되며, 내부에는 축방향으로 경사지게 관통된 결선홀(220)이 형성된 터미널(210)이 설치된다. 이 터미널(210)은 결선홀(220)의 외측으로 리드선(163a,163b)의 압착결합 및 납땜시 결선부재(200)의 손상을 방지할 수 있도록 금속재질로 형성되는 것이다. 또, 리드선(163a,163b)과 인출선(132a,132b)에 결합시에는, 회전축(140)의 타단에 마련된 단차축(141)에 슬립링(160)을 결합한다. 이때 슬립링(160)의 리드선(163a,163b)과 보빈(150)의 결선홀(220)이 마주하도록 하여 단차축(141)에 슬립링(160)을 슬라이딩결합시키게 된다. 슬립링(160)의 슬라이딩으로 리드선(163a,163b)의 각각의 선단은 결선홀(220)과 마주하게 된다. 그리고 리드선(163a,163b)의 선단을 결선홀(220)에 억지끼움하여 결합시키는 것이다. 그리고 결선홀(220)의 전방상향측으로 돌출된 리드선(163a,163b)의 선단에 회전자코일(131)의 인출선(132a,132b)을 감고, 그 외측에 납땜을 하여 리드선(163a,163b)과 인출선(132a,132b) 그리고 터미널(210)을 전기적으로 결속시키는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 차량용 교류발전기의 동작은 다음과 같다. 차량 엔진(미도시)이 구동되면, 이와 벨트(미도시)로 연결된 풀리(142)가 회전하게 된다. 풀리(142)의 회전으로 회전축(140)과 회전자(130)가 고속회전하게 되고, 이와 동시에 회전축(140)의 타단부에서는 브러시(171)의 선단부가 슬립링(160)의 F극성부(161)와 L극성부(162)에 지속적으로 밀착되면서 전압조정기(182)를 통해 계자전류를 공급받는다. 이 계자전류는 슬립링(160)의 리드선(163a,163b)과 회전자코일(131)의 인출선(132a,132b)을 거쳐 회전자코일(131)로 전달되고, 회전자코일(131)에서는 기자력이 발생된다. 그리고 이에 의해 고정자(120)에 감긴 고정자코일(121)에 유도기전력 즉, 출력전류가 발생된다. 이러한 출력전류는 고정자코일(121)과 연결된 정류기(181)를 통하여 직류전류로 변환되고, 정류기(181)로부터 인가되는 전압은 전압조정기(182)에 의해 규정값으로 유지되면서 차량의 각 전기장치에 공급된다.

이와 같은 동작을 하는 교류발전기는, 굵은 동선으로 형성된 리드선(163a,163b)을 보빈(150)에 마련된 결선부재(200)로 연장함으로써, 이에 반해 가느다란 코일선으로 형성된 인출선(132a,132b)의 인출거리를 줄일 수 있게된다. 이와 같이 굵은 동선으로 마련되어 별도의 고정수단이 필요치않은 리드선(163a,163b)을 연장함으로써 인출선(132a,132b)을 외부로 인출할 때 단선의 방지를 위해 이를 고정하는 별도의 고정수단이 필요치않으므로 작업공수를 줄일 수 있는 것이다. 또, 결선부재(200)가 보빈(150)의 축방향 외측으로 경사져 마련됨으로써 그 내부의 결선홀(220)을 관통하는 리드선(163a,163b)의 선단이 전방상측을 향하게 되므로 이를 인출선(132a,132b)으로 감는 작업이 용이해진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 교류발전기는 결선부재에 의해 리드선의 선단에 인출선을 감기가 용이해진다. 그리고 굵은 동선으로 마련되어 별도의 고정수단이 필요치않은 리드선을 회전자코일이 감겨져있는 보빈측까지 연장함으로써 인출선의 인출거리가 감소되고, 인출선의 고정수단이 필요치않게되므로 이에 소요되는 공정과 이 공정이 잘못되었을 때 발생되는 냉각팬의 결합불량을 감소시킬 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 차량용 교류발전기는, 리드선과 인출선을 고정시키기 위한 슬리브 내지는 에폭시 도포가 필요치않고 리드선의 선단에 인출선을 감기가 용이한 구조로서, 슬리브와 에폭시 도포가 필요없어 원가의 절감과 작업의 공수를 줄일 수 있게된다. 또, 인출선의 감는 공정이 쉬워지므로 양산라인에서 적체되어 전체적인 공정이 지연되는 것을 방지하게된다. 이와 같은 결합불량의 감소로 제품의 신뢰성이 향상되고, 전체적인 생산성 향상으로 생산비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 차량용 교류발전기의 구성을 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 교류발전기의 구성을 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 슬립링 리드선의 결선구조를 보인 분해사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110:브래킷 120:고정자 121:고정자코일

130:회전자 131:회전자코일 132a,132b:인출선

140:회전축 150:보빈 160:슬립링

163a,163b:리드선 171:브러시 200:결선부재

210:터미널 220:결선홀

Claims

외관을 형성하는 브래킷, 상기 브래킷의 내측에 고정자코일을 권선하여 마련된 고정자, 상기 고정자코일과 자로를 형성할 수 있도록 회전자코일이 권선된 보빈, 상기 보빈을 감쌀 수 있도록 마련된 회전자, 상기 회전자와 연동할 수 있도록 상기 회전자와 결합되며 상기 브래킷의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축, 상기 회전축의 일측에 마련되어 계자전류를 공급받는 슬립링, 상기 슬립링에서 외부로 연장되는 리드선, 상기 리드선과 연결되어 계자전류를 상기 회전자코일로 전달할 수 있도록 상기 회전자코일에서 연장되는 인출선을 구비하는 차량용 교류발전기에 있어서,

상기 보빈의 외부 일측에는 상기 리드선이 고정되어 상기 인출선과 결선될 수 있도록 상기 리드선의 선단이 관통 고정되는 결선홀이 형성된 결선부재가 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
제 1항에 있어서,

상기 결선부재는, 상기 결선홀을 관통하는 상기 리드선의 선단이 상향으로 들어올려져 상기 인출선을 감기 용이하도록 상기 리드선의 삽입방향으로 경사지게 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.