KR100726566B1 - Alternator for a Vehicle - Google Patents

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KR100726566B1
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Abstract

본 발명은 자동차용 교류발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 여자코일(21)이 권취된 보빈(2)과 회전축(1)을 중심으로 회전하며 상기 보빈(2)이 축설된 알터네이터 회전자(100)를 포함하는 자동차용 교류발전기에 있어서, 상기 보빈(2)의 일측으로 박판구조로 다수개 배열된 절연편(22)을 포함하여, 보빈의 외주면에 박판구조의 절연편을 일체로 연장되도록 설치하여 제품의 내구성을 향상되도록 하여 절연성이 우수하도록 하는 자동차용 교류발전기를 제공한다.
The present invention relates to an automotive alternator, and more particularly, alternator rotor (100) rotated around a bobbin (2) and a rotating shaft (1) on which a coil (21) is wound, and the bobbin (2) is built up. In the automotive alternator including a), including a plurality of insulating pieces 22 arranged in a thin plate structure on one side of the bobbin (2), installed to integrally extend the thin plate structure insulating pieces on the outer peripheral surface of the bobbin It provides an automotive alternator to improve the durability of the product to excellent insulation.

교류 발전기, 회전자 보빈, Alternator, rotor bobbin,

Description

자동차용 교류발전기{Alternator for a Vehicle} Alternator for a Vehicle             

도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 교류발전기의 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view of an automotive alternator according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 자동차용 교류발전기의 회전자의 측단면도이다.Figure 2 is a side cross-sectional view of a rotor of the automotive alternator according to the prior art.

도 3은 종래 기술에 따른 자동차용 교류발전기의 보빈의 개략적인 예시도이다.Figure 3 is a schematic illustration of the bobbin of the automotive alternator according to the prior art.

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 회전자의 분해사시도이다.Figure 4 is an exploded perspective view of the rotor of the automotive alternator according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 회전자의 결합 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the coupling of the rotor of the automotive alternator according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 보빈의 평면도이다.6 is a plan view of a bobbin of an automotive alternator according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 보빈의 단면도이다.
7 is a cross-sectional view of the bobbin of the automotive alternator according to the present invention.

< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

1 : 회전축 2 : 보빈1: shaft 2: bobbin

3, 3' : 폴 4 : 상측팬3, 3 ': pole 4: upper fan

21 : 여자코일 22 : 절연편21: woman coil 22: insulation piece

F : 플랜지 H : 권취홈F: Flange H: Winding groove

P : 포스트 T : 응력흡수홀
P: Post T: Stress Absorption Hole

본 발명은 자동차용 교류 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여자코일이 권취되는 보빈의 외주면에 박판구조의 절연편을 일체로 연장, 설치되게 하여 코일의 권취량을 선택적으로 증가시킬 수 있도록 함과 동시에 코일 이탈에 따른 쇼트 현상을 예방되도록 한 자동차용 교류발전기에 관한 것이다.
The present invention relates to an automotive alternator, and more particularly, to allow the insulation piece of a thin plate structure to be integrally extended and installed on the outer circumferential surface of the bobbin in which the excitation coil is wound, so as to selectively increase the winding amount of the coil. At the same time, the present invention relates to an automotive alternator for preventing short circuits caused by coil detachment.

일반적으로 자동차용 발전기는 저속에서 발생전압을 높게 하고, 고속에서 안정된 성능을 발휘할 수 있도록 하기 위해, 알터네이터라 명칭되는 통상의 3상 교류발전기를 사용하게 되는 것으로. 이러한 자동차용 3상 교류발전기인 알터네이터는 자동차 엔진의 크랭크축과 연결된 상태로, 엔진회전 시 그 동력을 전달받아 항상 배터리를 충전시키는 역할을 수행하게 되는 것이다.BACKGROUND ART In general, automotive generators use a conventional three-phase alternator, called an alternator, in order to increase the generated voltage at a low speed and to exhibit stable performance at a high speed. The alternator, which is a three-phase alternator for automobiles, is connected to the crankshaft of an automobile engine, and receives the power when the engine rotates to always charge the battery.

이에, 상기와 같은 자동차용 알터네이터는 통상 도 1로 도시된 바와 같이, 기자력을 발생시키는 회전자(10)와, 이 회전자에 전류를 공급하는 브러시 어셈블리(20), 그리고 상기 발생된 기자력 의해 유도 기전력을 발생시키는 고정자 (30), 및 이들 구성을 전, 후면에서 고정 지지되게 하는 브라켓(40), 또한 회전자계의 세기를 조절하는 레귤레이터(50) 및 출력되는 교류전류를 직류로 정류되게 하는 정류기 어셈블리(60) 그리고 외부(자동차엔진)로부터 회전동력을 전달받는 풀리(70) 등으 로 이루어 진다.Thus, the automotive alternator as shown in Figure 1, as shown in Figure 1, the rotor 10 for generating a magnetic force, the brush assembly 20 for supplying current to the rotor, and induced by the generated magnetic force Stator 30 for generating electromotive force, bracket 40 for holding these components fixedly at the front and rear, regulator 50 for adjusting the strength of the magnetic field, and rectifier for rectifying the output AC current to DC. The assembly 60 is made of a pulley 70, etc., which receives rotational power from the outside (automotive engine).

특히 이와 같은 구성에 있어, 상기 회전자(10)의 구성을 좀더 세분하여 살펴보면, 도 2로 도시된 바와 같이 회전축(101)에 축설되는 구성으로, 먼저 여자코일이 권취된 보빈(102)을 중심으로 그 전, 후면에 한 쌍의 폴(103)(103')이 결합되고, 재차 그 결합된 한 쌍의 폴(103)(103')에 각각 상측팬(104)과 하측팬(도시생략)이 결합되는 것이다.In particular, in such a configuration, looking at the configuration of the rotor 10 in more detail, as shown in Figure 2, the configuration is installed on the rotating shaft 101, the center of the bobbin 102 wound around the first coil Before and after, a pair of poles 103 and 103 'are coupled to each other, and the pair of poles 103 and 103' are coupled to the upper fan 104 and the lower fan, respectively (not shown). This is to be combined.

하지만 전술한 바와 같은 구성을 갖는 알터네이터에 있어, 회전자로 적용되는 종래 보빈의 구조를 살펴보면, 이는 도 3a 및 도 3b로 도시된 바와 같이 원통형 구조를 취하는 보빈(102) 외측면 둘레에 절연편이 일체로 구비된 일정 높이의 플랜지를 형성시키고, 이와 같이 형성된 플랜지에 의해 소정의 깊이를 갖는 권취홈(H)을 형성토록 하여, 그 형성된 권취홈(H)에 여자코일을 권취되게 하는 구성된다.However, in the alternator having the configuration as described above, looking at the structure of the conventional bobbin applied to the rotor, it is integral with the insulating piece around the outer surface of the bobbin 102 taking the cylindrical structure as shown in Figures 3a and 3b It is configured to form a flange of a predetermined height, and to form a winding groove (H) having a predetermined depth by the flange formed in this way, it is configured to wind the excitation coil in the formed winding groove (H).

따라서 이와 같은 종래의 보빈은 플렌지로 형성된 절연편 구성에 의해 권취되는 코일의 양을 선택적으로 증가시켜 회전자의 자속밀도를 상승되도록 하고, 또한 절연편에 의한 여자코일 흘러내림 방지기능으로써, 쇼트현상 등의 문제 발생을 예방되도록 한 것이기는 하나, 이와 같은 기능의 종래 절연편 구조는, 단지 보빈의 외주연, 다시 말해 플랜지의 단부면을 그 접합면으로 하여 단순히 밀착 결합된 구조에 불과한 것으로, 이에 권취된 코일에 의한 장력발생 시 상기 절연편을 쉽게 휨 변형되게 하는 문제점을 주는 것이었으며, 심지어 코일장력에 따른 절연편과 플랜지 결합부위(모서리 부위)로의 응력집중현상으로, 상기 플랜지를 쉽게 파손되게 하는 심각한 구조상의 문제점을 발생되게 하는 것이었다.
Therefore, such a conventional bobbin selectively increases the amount of coil wound by the insulation piece structure formed of the flange to increase the magnetic flux density of the rotor, and also prevents the excitation coil from flowing down by the insulation piece. Although it is intended to prevent the occurrence of such a problem, the conventional insulation piece structure of such a function is merely a structure that is simply a close coupling structure by using the outer peripheral edge of the bobbin, that is, the end surface of the flange as its joint surface. It was a problem that the insulation piece was easily bent and deformed when the tension caused by the coil was wound, and even a stress concentration phenomenon between the insulation piece and the flange coupling part (edge part) due to the coil tension, the flange was easily broken. To create serious structural problems.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 여자코일이 권취되는 보빈의 외주면에 박판구조의 절연편을 일체로 연장, 설치되게 하여, 코일장력에 의한 절연편의 휨 변형 내지 파손의 우려를 방지되게 하므로써, 제품의 내구성을 향상되도록 하고, 아울러 이와 같은 내구성 향상기능에 의해 제품의 사용수명 또한 연장시킬 수 있도록 하는 목적이 있다.
The present invention for solving the above problems by integrally extending the insulating piece of the thin plate structure on the outer circumferential surface of the bobbin winding the excitation coil, thereby preventing the risk of bending deformation or breakage of the insulating piece by the coil tension In addition, the purpose of improving the durability of the product, and also to increase the service life of the product by such a durability improving function.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 여자코일이 권취된 보빈과 회전축을 중심으로 회전하며 상기 보빈이 축설된 알터네이터 회전자를 포함하는 자동차용 교류발전기에 있어서, 상기 보빈의 일측으로 박판구조로, 상기 보빈의 외주연으로 연장설치되도록 구비한 다수개 배열된 절연편을 포함하는 자동차용 교류발전기를 제공한다.
The present invention for achieving the above object is an alternator for automobiles comprising an alternator rotor in which the bobbin is wound around the bobbin and the rotary shaft is wound, the thin plate structure on one side of the bobbin It provides an automotive alternator including a plurality of insulation pieces arranged to extend to the outer circumference of the bobbin.

또한 다수개의 상기 절연편은 다수개의 응력흡수홀이 형성되며, 상기 응력흡수홀은 정형 내지 비정형 관통구조로 형성되는 자동차용 교류발전기를 제공한다.
In addition, the plurality of insulation pieces are provided with a plurality of stress absorbing holes, the stress absorbing holes provide an automotive alternator is formed of a structure of a through or atypical through structure.

이하 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 회전자 보빈 구조의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the rotor bobbin structure of the automotive alternator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.                     

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 회전자의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 회전자의 결합 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 보빈의 평면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 보빈의 단면도를 나타낸 것이다. Figure 4 is an exploded perspective view of the rotor of the automotive alternator according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view of the coupling of the rotor of the automotive alternator according to the present invention, Figure 6 is a view of the automotive alternator according to the invention 7 is a plan view of a bobbin, and FIG. 7 shows a cross-sectional view of a bobbin of an automotive alternator according to the present invention.

즉 회전축(1)을 중심으로, 여자코일(21)이 권취된 보빈(2)과, 한 쌍의 폴(3)(3')과, 상측팬(4)과, 하측팬(도시생략)을 축설시켜 구성한 알터네이터 회전자(100)에 있어, 상기 보빈(2)의 외주면에 다수개의 절연편(22)을 일체로 연장설치되게 하여, 구성되는 것이다. That is, the bobbin 2 in which the excitation coil 21 is wound, the pair of poles 3, 3 ', the upper fan 4, and the lower fan (not shown) are rotated around the rotation shaft 1. In the alternator rotor 100 configured to be built up, a plurality of insulating pieces 22 are integrally provided on the outer circumferential surface of the bobbin 2 so as to be configured.

이때 상기 회전축(1)은 자동차 엔진으로부터 그 동력을 전달받아 회전작용을 행하게 되는 통상의 동력전달 매개체로써, 이와 같은 회전축(1)은 도 5로 도시된 바와 같이 소정의 길이를 갖는 봉상체 구조로 형성되는 것이다.At this time, the rotating shaft 1 is a conventional power transmission medium that receives the power from the automobile engine to perform a rotation action, such a rotating shaft 1 is a rod-shaped structure having a predetermined length as shown in FIG. It is formed.

또한 상기 보빈(2)은 본 발명의 핵심적인 요지구성으로, 이는 도 4로 도시된 바와 같이 원통형을 취하는 외주면 전, 후측 방향에 상호 대향되는 동일 높이의 플렌지(F)를 형성하고, 그 플렌지(F) 형성에 따른 권취홈(H)의 생성으로 일정량의 여자코일(21)을 권취되게 하는 구조를 이루게 되는 것인바, 이에 이와 같은 보빈(2)을 본 발명에 적용함에 있어서는 도 4 내지 도 6 및 7로 도시된 바와 같이 보빈(2)의 외주면을 이루는 전, 후측 방향의 플랜지(F)에 규칙적이고 반복적인 배열구조로써, 다수개의 절연편(22)을 일체로 연장 설치되게 하여 구성함이 바람직하다.In addition, the bobbin (2) is a key configuration of the present invention, which forms a flange (F) of the same height opposite to each other in the front, rear direction before the outer circumferential surface as shown in Figure 4, the flange ( F) is to form a structure to wind a certain amount of the female coil 21 by the creation of the winding groove (H) according to the formation, this is applied to the bobbin (2) in the present invention 4 to 6 And a regular and repetitive arrangement structure in the front and rear flanges (F) forming the outer circumferential surface of the bobbin (2) as shown in 7, and configured to extend a plurality of insulating pieces 22 integrally installed desirable.

이때 상기 절연편(22)은 박판구조로써, 플렌지(F) 외주면 상에 두께를 달리하는 단턱구조, 다시 말해 도 6으로 도시된 바와 같이 일정 길이 겹쳐진 일체화 구 조로 형성되는 것이며, 특히 이와 같이 형성되는 절연편(22)으로는 도 4로 도시된 바와 같이 정형 내지 비정형 관통구조를 취하는 다수개의 응력흡수홀(T)이 형성되는 것이다.At this time, the insulating piece 22 is a thin plate structure, a stepped structure having a different thickness on the outer peripheral surface of the flange (F), that is to be formed as an integral structure overlapping a predetermined length as shown in Figure 6, in particular formed As shown in FIG. 4, a plurality of stress absorbing holes T having a total through amorphous structure are formed as the insulating piece 22.

또한 상기 폴(3)(3')은 전술한 보빈(2)으로의 전원인가에 따라 전자석화 되어 전자력을 발생되게 하는 통상의 알터네이터 회전자 부품구성으로써, 이는 전술한 보빈(2)을 중심으로 그 전, 후 양측면에 상호 대향하는 한 쌍의 양극(양극과 음극)결합구조로 형성되는 것이며, 특히 이와 같은 한 쌍의 폴(3)(3')에 있어, 그 전방측으로 형성되는 폴(3)은 도 2로 도시된 바와 같이 치형구조를 이루게 되는 것이다.In addition, the pole (3) (3 ') is a conventional alternator rotor component configuration that is electromagnetized by generating power to the above-described bobbin (2) to generate an electromagnetic force, which is centered on the above-described bobbin (2) It is formed by a pair of anode (anode and cathode) bonding structures facing each other on both sides before and after. In particular, in such a pair of poles 3 and 3 ', the poles 3 formed on the front side thereof are formed. ) Is a tooth structure as shown in FIG.

또한 상기 상측팬(4)과 하측팬(도시생략)은 회전자(100) 구동에 따른 전류의 발생으로, 알터네이터의 온도가 상승될 경우, 그 상승되는 열을 냉각시키기 위해 설치되는 통상의 회전자 구성요소로써, 이에 이러한 상측팬(4)과 하측팬(도시생략)은 전술한 한 쌍의 폴(3)(3')을 중심으로 그 전,후 양측면에 상호 대향하는 한 쌍의 결합구조로 형성되는 것이며, 특히 이와 같은 구성에 있어, 상기 상측팬(4)으로는 전술한 보빈(2) 포스트(P)와 결합되기 위한 다수개의 체결공(41)이 구비되는 것이다. In addition, the upper fan (4) and the lower fan (not shown) is a common rotor that is installed to cool the rising heat when the temperature of the alternator rises due to the generation of current due to the rotor 100 driving As a component, the upper fan 4 and the lower fan (not shown) have a pair of coupling structures facing each other on both sides before and after the pair of poles 3 and 3 'described above. In particular, in such a configuration, the upper fan 4 is provided with a plurality of fastening holes 41 for engaging with the above-described bobbin (2) post (P).

따라서 상기와 같은 구성을 갖는 알터네이터 회전자를 상호 결합함에 있어서, 회전축(1)을 설치대상으로 하여 양극과 음극을 갖는 한 쌍의 폴(3)(3')을 설치하되, 그 설치되는 한 쌍의 폴(3)(3') 결합부위 중앙에 계자코일(21)이 권취된 보빈 (2)을 내설시키고, 이어 보빈(2)이 내설된 한 쌍의 폴(3)(3') 전, 후 양측면에 각각 상측팬(4)과 하측팬(도시생략)을 체결시킴으로써 구성되는 것이다.Therefore, in the coupling of the alternator rotor having the configuration as described above, a pair of poles (3) (3 ') having a positive electrode and a negative electrode with a rotating shaft (1) as an installation target, but the pair is installed The bobbin (2) with the field coil (21) wound up in the center of the pole (3) (3 ') coupling part of the pole, followed by a pair of poles (3) (3') with the bobbin (2) installed therein, It is configured by fastening the upper fan 4 and the lower fan (not shown) on both sides.

한편 상기와 같은 결합관계를 구비함에 있어, 보빈(2)으로 형성된 절연편(22)은 플랜지(F)가 연장되는 형태로, 여자코일(21)의 권취량을 선택적으로 증가 가능하게 하여 회전자의 자속밀도를 상승되게 하는 기능을 함은 물론, 절연편(22)에 의한 차단기능으로써, 권취된 여자코일(21)의 흘러내림을 방지하여, 쇼트 등 고정원인을 예방되게 하는 기능을 행하게 되는 것이다.On the other hand, in the coupling relationship as described above, the insulating piece 22 formed by the bobbin (2) in the form of the flange (F) is extended, it is possible to selectively increase the winding amount of the excitation coil 21, the rotor In addition to the function of increasing the magnetic flux density of the as well as the blocking function by the insulating piece 22, to prevent the falling of the coiled excitation coil 21, and to prevent the cause of the fixing such as short will be.

또한 부연적인 설명으로써, 본 발명에 적용되는 절연편(22)은 보빈(2)의 외주면에 일정길이로 겹쳐진 일체화 구조를 취함에 따라, 여자코일(21) 장력에 따른 응력집중현상 등에 탄력적으로 대응하며 절연편(22)의 휨 변형 내지 절단 파손 등의 위험을 미연에 방지하게 되는 것이며; In addition, by way of explanation, the insulating piece 22 applied to the present invention has an integrated structure overlapping the outer circumferential surface of the bobbin 2 with a predetermined length, thereby flexibly responding to stress concentration phenomenon due to tension of the excitation coil 21. And it prevents the risk of bending deformation or cutting break of the insulating piece 22 in advance;

아울러, 절연편(22)으로 형성된 다수개의 응력흡수홀(T)에 또한 외부로부터 가해지는 응력을 안정적으로 상쇄되게 하여, 절연편의 손상 내지 파손의 우려를 원천적으로 방지되게 하는 것이다. In addition, the stress applied from the outside to the plurality of stress absorbing holes T formed of the insulating piece 22 is stably canceled, thereby preventing the risk of damage or breakdown of the insulating piece.

이에 전술한 바와 같은 결합구성을 갖는 알터네이터 회전자는 보빈(2)에 권취된 여자코일(21)로 전원이 인가됨에 따라 자력을 갖게 되는 것이고, 이와 같은 자력발생에 의해 한 쌍의 폴(3)(3')이 전자석화 되어, 통상의 알터네이터 구성인 고정자 내에서 회전하게 되면 자기력을 발생시키는 상호 유도작용에 의해 사용자가 요구하는 발전기능을 행하게 된다.The alternator rotor having a coupling configuration as described above will have a magnetic force as the power is applied to the excitation coil 21 wound on the bobbin 2, a pair of poles 3 ( 3 ') is electromagnetized and rotates in a stator, which is a common alternator, to perform a power generation function required by a user by mutual induction to generate a magnetic force.

이때 상기와 같은 발전작용의 의해 상승되는 열은 상측팬(4)과 하측팬(도시생략)에 의해 냉각되는 것이다.
At this time, the heat rising by the power generation action as described above is cooled by the upper fan (4) and the lower fan (not shown).

상기와 같이 구비된 본 발명은 여자코일이 권취되는 보빈의 외주면에 박판구조의 절연편을 일체로 연장되도록 설치하여 그 설치되는 절연편을 보빈 외주면에 일정 길이로 겹쳐진 일체화 구조로 형성되게 하여, 코일장력에 의한 절연편의 휨 변형 내지 파손의 우려를 방지하여, 절연성이 우수하도록 하였으며, 또한 보빈의 외주면으로 형성되는 절연편에 정형 내지 비정형 관통구조를 취하는 다수개의 응력흡수홀을 형성되게 하여, 상기 절연편으로 집중되는 외부응력을 안정적으로 상쇄되게 한 것으로써, 제품의 내구성 향상은 물론 그에 따른 사용수명 연장기능을 부여되도록 한 것으로, 매우 유용한 기대효과를 제공하게 되는 것이다.
The present invention provided as described above is installed so that the insulating piece of a thin plate structure is integrally extended to the outer circumferential surface of the bobbin in which the female coil is wound so that the installed insulating piece is formed in an integral structure overlapping the outer circumferential surface of the bobbin by a predetermined length, and the coil It is possible to prevent the possibility of bending deformation or breakage of the insulating piece due to tension, and to improve the insulating property, and to form a plurality of stress absorbing holes having a shaped to irregular through structure in the insulating piece formed by the outer circumferential surface of the bobbin. By reliably offsetting the external stress concentrated on the side, it is to improve the endurance of the product as well as to extend the service life accordingly, it will provide a very useful expected effect.

Claims (4)

여자코일(21)이 권취된 보빈(2)과,Bobbin (2) in which female coil (21) was wound, 회전축(1)을 중심으로 회전하며, 상기 보빈(2)이 축설된 알터네이터 회전자(100)를 포함하는 자동차용 교류발전기에 있어서,In the automotive alternator which rotates about the rotary shaft (1), and includes an alternator rotor (100) in which the bobbin (2) is built up, 상기 보빈(2)의 외주연에는 박판구조로 된 복수의 절연편(22)이 연장 형성되어, 상기 보빈(2)의 축설시에 상기 절연편(22)이 상기 여자코일(21)을 감싸도록 절곡되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기.On the outer circumference of the bobbin 2, a plurality of insulating pieces 22 having a thin plate structure are formed to extend, so that the insulating pieces 22 surround the female coil 21 when the bobbin 2 is laid. Automotive alternator, characterized in that the bending. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 절연편(22)에는 다수개의 응력흡수홀(T)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기.Automotive insulation, characterized in that the insulating piece 22 is formed with a plurality of stress absorbing holes (T). 삭제delete 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 응력흡수홀(T)은 정형 내지 비정형 관통구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기.The stress absorbing hole (T) is an alternator for automobiles, characterized in that formed in the structure through the atypical to irregular shape.
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