KR100777918B1 - 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법 및 그를이용한 터미널 어셈블리 - Google Patents

자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법 및 그를이용한 터미널 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법 및 그를 이용한 터미널 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터미널 어셈블리는 노칭(Notching) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제1 단계; 노칭(Notching) 공정에 의해 형성된 부위에 딥 드로잉(Deep Drawing) 공정에 의해 상측으로 돌출 및 연장되어 관통된 원기둥 형상의 조립부가 다수개 형성되는 제2 단계; 터미널 어셈블리의 형상을 조립하기에 알맞도록 추가되는 트리밍(Trimming) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제3 단계; 및 터미널 어셈블리의 형상에 추가되는 코이닝(Coining) 및 벤딩(Bending) 공정에 의한 제4 단계;에 의해 제조되며 그 제조 방법에 의해 형성되는 터미널 어셈블리를 특징으로 한다.
교류발전기, 정류기, 터미널 어셈블리, 다이오드 리드 와이어, 스테이터 리드 와이어, 딥 드로잉(Deep Drawing), 피어싱(Piercing), 코이닝(Coining), 벤딩(Bending)

Description

자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법 및 그를 이용한 터미널 어셈블리{Method for Manufacturing Terminal Assembly of an Alternator for a Vehicle and Terminal Assembly thereof}
도 1은 일반적인 자동차용 교류발전기를 개략적으로 나타내는 단면도,
도 2는 일반적인 자동차용 교류발전기를 개략적으로 나타내는 측면도,
도 3은 종래기술에 따른 정류기 어셈블리를 개략적으로 나타내는 평면도 및 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 5a는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리의 제조 방법의 제1 단계를 나타내는 평면도,
도 5b는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리의 제조 방법의 제2 단계를 나타내는 평면도 및 사시도,
도 5c 및 5d는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리의 제조 방법의 제3 단계를 나타내는 평면도 및 사시도,
도 5e 및 도 5f는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리의 제조 방법의 제4 단계를 나타내는 평면도 및 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 정류기 어셈블리를 개략적으로 나타내는 부분 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 정류기 어셈블리가 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 부분 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 정류기 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 정류기 어셈블리 11: 터미널 어셈블리
11a: 조립부 11b: 관통홀
11c: 벤딩부 13: 다이오드
13a: 다이오드 리드 와이어 21: 스테이터 리드 와이어
30: 인설레이터
본 발명은 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리에 관한 것으로서, 터미널 어셈블리는 노칭(Notching) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제1 단계; 노칭(Notching) 공정에 의해 형성된 부위에 딥 드로잉(Deep Drawing) 공정에 의해 상측으로 돌출 및 연장되어 관통된 원기둥 형상의 조립부가 다수개 형성되는 제2 단계; 터미널 어셈블리의 형상을 조립하기에 알맞도록 추가되는 트리밍(Trimming) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제3 단계; 및 터미널 어셈블리(11)의 형상에 추가되는 코이닝(Coining) 및 벤딩(Bending) 공정에 의한 제4 단계;에 의해 제조됨으로써, 플라스틱 몰딩 공정으로 일체화하여 두께를 얇게 하여도 기존의 형상보다 수직 또는 수평 내진성이 증대되는 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법 및 그를 이용한 터미널 어셈블리를 제공한다.
일반적으로 차량용 발전기는 저속에서 발생전압을 높게 하고, 고속에서 안정된 성능을 발휘할 수 있도록 하기 위해, 교류발전기(alternator)라 명칭되는 통상의 3상 교류발전기를 사용하게 되는 것으로. 이러한 차량용 3상 교류발전기는 차량 엔진의 크랭크축과 벨트(belt)로 연결된 상태로, 엔진회전시 그 동력을 전달받아 항상 배터리를 충전시키는 역할을 수행하게 되는 것이다.
이에, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 차량용 교류발전기(100)는 기자력을 발생시키는 회전자 어셈블리(rotor assembly, 110); 상기 회전자어셈블리(110)에 전류를 공급하는 브러시 어셈블리(brush assembly, 120); 그리고, 상기 발생된 기자력에 의해 유도 기전력을 발생시키는 스테이터 어셈블리(stator assembly, 130); 및 이들 구성을 전,후면에서 고정 지지되게 하는 하우징(housing, 140)(180); 또한, 회전자계의 세기를 조절하는 레귤레이터(regulator, 150) 및 출력되는 교류전류를 직류로 정류되게 하는 정류기 어셈블리(rectifier assembly, 160); 및 외부(차량엔진)로부터 회전동력을 전달받는 풀리(pulley, 170) 등으로 이 루어진다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 정류기 어셈블리(160)는 하우징(180) 내측에는 다이오드 리드 와이어(diode lead) 및 스테이터 리드 와이어(stator lead)가 조립되는 터미널 어셈블리(terminal assembly,160a)와, 방열을 위한 히트싱크(heat sink,160b)가 각각 판재형상으로 적층되는 구조로 이루어진다.
그러나, 이러한 터미널 어셈블리는 다이오드 리드 와이어 또는 스테이터 리드 와이어가 조립되는데 있어 판재 형상의 터미널 어셈블리를 벤딩(bending)하는 구조이기 때문에 상대적으로 터미널 어셈블리의 판재 형상은 진동에 의해 피로 파괴 발생, 다이오드 리드 와이어와의 조립이 불안정해지며 조립 공정중 다이오드 리드 와이어의 휘어지는 문제점이 발생하여 다이오드 리드 와이어와 터미널 어셈블리와의 조립이 불안정해지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 터미널 어셈블리는 판재가 절곡되어 형상을 이루도록 구성되어 있기 때문에 작업 공정 및 형상이 복잡하며, 진동에 대해 취약하기 때문에 판재의 두께가 두꺼워져야 하므로 이는 원가 상승의 문제점이 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 터미널 어셈블리는 노칭(Notching) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제1 단계; 노칭(Notching) 공정에 의해 형성된 부위에 딥 드로잉(Deep Drawing) 공정에 의해 상측으로 돌출 및 연장되어 관통된 원기둥 형상의 조립부가 다수개 형성되는 제2 단계; 터미널 어 셈블리의 형상을 조립하기에 알맞도록 추가되는 트리밍(Trimming) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제3 단계; 및 터미널 어셈블리(11)의 형상에 추가되는 코이닝(Coining) 및 벤딩(Bending) 공정에 의한 제4 단계;에 의해 제조되며 그를 이용한 터미널 어셈블리를 제공하는 데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법은 노칭(Notching) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제1 단계; 노칭(Notching) 공정에 의해 형성된 부위에 딥 드로잉(Deep Drawing) 공정에 의해 상측으로 돌출 및 연장되어 관통된 원기둥 형상의 조립부가 다수개 형성되는 제2 단계; 터미널 어셈블리의 형상을 조립하기에 알맞도록 추가되는 트리밍(Trimming) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제3 단계; 및 터미널 어셈블리(11)의 형상에 추가되는 코이닝(Coining) 및 벤딩(Bending) 공정에 의한 제4 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도, 도 5a는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리의 제조 방법의 제1 단계를 나타내는 평면도, 도 5b는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리의 제조 방법의 제2 단계를 나타내는 평면 도 및 사시도, 도 5c 및 5d는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리의 제조 방법의 제3 단계를 나타내는 평면도 및 사시도, 도 5e 및 5f는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리의 제조 방법의 제4 단계를 나타내는 평면도 및 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 정류기 어셈블리를 개략적으로 나타내는 부분 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 정류기 어셈블리가 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 부분 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 정류기 어셈블리를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
본 발명은 다이오드 리드 와이어(13a) 및 스테이터 리드 와이어(21)와 연결되도록 구비되는 판재 형상의 터미널 어셈블리(11)를 포함하는 정류기 어셈블리(10)가 구비되어 이루어지는 자동차용 교류발전기에 있어서, 상기 다이오드 리드 와이어(13a) 및 스테이터 리드 와이어(21)와 연결가능하도록 상기 다이오드 리드 와이어(13a) 및 스테이터 리드 와이어(21)가 조립되는 상기 터미널 어셈블리(11)는 노칭(Notching) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제1 단계; 상기 노칭(Notching) 공정에 의해 형성된 부위에 딥 드로잉(Deep Drawing) 공정에 의해 상측으로 돌출 및 연장되어 관통된 원기둥 형상의 조립부(11a)가 다수개 형성되는 제2 단계; 상기 터미널 어셈블리(11)의 형상을 조립하기에 알맞도록 추가되는 트리밍(Trimming) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제3 단계; 및 상기 터미널 어셈블리(11)의 형상에 추가되는 코이닝(Coining) 및 벤딩(Bending) 공정에 의한 제4 단계;에 의해 상기 터미널 어셈블리(11)를 제조하는 방법이다.
이는 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 단계는 먼저 얇은 판재 형상의 터 미널 어셈블리(11)의 위의 적소에 노칭(notching) 공정에 의해 "＋"형상의 표시를 하고, 피어싱(piercing) 공정에 의해 관통되어 ")"형상을 형성시킨다.
상기 제2 단계는 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 단계에서 형성된 "＋"에 5단계의 딥 드로잉(deep drawing) 공정을 가하여 상기 터미널 어셈블리(11)의 하측으로 점점 조립부(11a)의 폭이 좁아지고, 길이가 커지게 한다.
이때, 상기 딥 드로잉 공정의 5단계 중 마지막 "↓"의 단계에서 상기 조립부(11a)의 하단면을 관통 형성시킴으로써, 상기 다이오드 리드 와이어(leading wire of diode,13a) 및 스테이터 리드 와이어(leading wire of stator,21)가 각각 상기 조립부(11a)를 관통하여 조립될 수 있다.
도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 제3 단계는 먼저, 상기 터미널 어셈블리(11)를 상기 정류기 어셈블리(10)에 조립시킬 수 있도록 알맞는 조립 형상으로 트리밍(trimming) 공정에 의해 불필요한 부분을 제거시킨 후(도 5c 참조), 상기 터미널 어셈블리(11)의 적소에 피어싱(piercing) 공정에 의해 다수의 관통홀(11b)을 형성시킨다(도 5d 참조).
그리고, 상기 제4 단계는 도 5e 및 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 터미널 어셈블리(11)의 일단을 뾰족하게 만드는 코이닝(coining) 공정(도 5e 참조)과, 상기 터미널 어셈블리(11)의 일단부를 소정길이만큼 벤딩(bending)부를 형성시키는 벤딩(bending) 공정으로 이루어진다.
따라서, 상기 제1 단계 내지 제4 단계로 이루어지는 본 발명에 따른 터미널 어셈블리 제조 방법에 의해 제조된 터미널 어셈블리(11)의 조립부(11a)의 형상은 원기둥 형상 외에 원뿔 형상으로도 형성가능하여, 상기 스테이터 리드 와이어(21) 및 다이오드 리드 와이어(13a)를 상기 조립부(11a)에 관통시킨 후, 상기 조립부(11a)를 플라스틱 몰딩(plastic molding) 공정으로 일체화함으로써, 상기 터미널 어셈블리(11)의 판재 형상의 두께를 얇게 하여도 진동에 대한 내성 즉, 내진성이 증가하여 원가를 절감시킬 수 있다.
그리고, 다이오드 리드 와이어(13a)의 벤딩으로 인한 조립공정 중 다이오드 불량률을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 다이오드 리드 와이어(13a)는 티그(TIG) 용접, 스팟(Spot) 용접 또는 솔더링(Soldering) 용접 공정에 의해서도 상기 터미널 어셈블리(11)에 고정 및 일체화시킬 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리의 제조 방법에 의해 제조되는 터미널 어셈블리는 도 4에 도시된 바와 같이, 얇은 판재 형상으로 반원형상을 가지며, 상기 다이오드 리드 와이어(13a) 및 스테이터 리드 와이어(21)가 조립되는 상기 터미널 어셈블리(11)의 소정위치에 상측으로 돌출 및 연장되어 관통된 원기둥 형상의 조립부(11a)가 다수개가 형성되어 이루어진다.
이때, 상기 터미널 어셈블리(11)의 조립부(11a)는 딥 드로잉(deep drawing) 공정에 의해 원기둥 형상으로 형성된다.
그리고, 상기 터미널 어셈블리(11)의 조립부(11a)는 상측으로 돌출되어 관통된 원뿔 형상으로도 형성가능하다.
한편, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 정류기 어셈블리(10)는 상기 터 미널 어셈블리(11)의 외부에 형성된 원기둥 형상의 조립부(11a)에 하부에서 스테이터 리드 와이어(21)가 절연을 목적으로 구비된 인설레이터(insulator,30)를 관통하여 연결되어 조립된다.
또한, 각 히트싱크(positive heat sink,15)(negative heat sink,17)에 삽입 및 고정된 다이오드(13)의 다이오드 리드 와이어(13a)는 상기 조립부(11a)의 하측에서 상측을 관통하도록 조립되어 이루어진다.
또한, 상기 터미널 어셈블리(11)에 형성된 원뿔 형상의 조립부(11a)로 하측에서 상측으로 다이오드 리드 와이어(13a)가 조립될 때, 상기 조립부(11a)의 하측의 직경이 상측의 직경보다 크기 때문에 다이오드 리드 와이어(13a)가 바람직하게 가이드 되어 조립가능해진다.
이는 상기 다이오드 리드 와이어(13a)가 상기 조립부(11a)에 조립될 때, 조립 공정 중 구부러지거나 꺾어짐으로써 발생하는 불량률을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 조립부(11a)를 클램핑(clamping)함으로써, 상기 스테이터 리드 와이어(21) 및 다이오드 리드 와이어(13a)가 더욱 견고하게 고정될 수 있으며, 조립부(11a) 내부의 공간이 확보되어 용접 또는 납땜 등의 추가적인 공정이 용이해진다.
그리고, 상기 터미널 어셈블리(11)의 다수개의 조립부(11a)에 상기 다이오드 리드 와이어(13a)가 조립된 후, 상기 터미널 어셈블리(11)와 티그(TIG) 용접, 스팟(Spot) 용접 또는 솔더링(Soldering) 용접의 공정을 거쳐 일체화됨으로써 기존의 형상보다 수직 또는 수평 내진성이 증대된다.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법 및 그를 이용한 터미널 어셈블리에 관한 것으로서, 노칭(Notching) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제1 단계; 노칭(Notching) 공정에 의해 형성된 부위에 딥 드로잉(Deep Drawing) 공정에 의해 상측으로 돌출 및 연장되어 관통된 원기둥 형상의 조립부가 다수개 형성되는 제2 단계; 터미널 어셈블리의 형상을 조립하기에 알맞도록 추가되는 트리밍(Trimming) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제3 단계; 및 터미널 어셈블리의 형상에 추가되는 코이닝(Coining) 및 벤딩(Bending) 공정에 의한 제4 단계;에 의해 제조되며 그 제조 방법에 의해 형성되는 터미널 어셈블리로서, 구리 등의 전도체로써 다이오드 리드 와이어 및 스테이터 리드 와이어가 조립되는 조립부의 형상이 원기둥 또는 원뿔 형상으로 형성됨으로써, 플라스틱 몰딩 공정에 의해 일체화되어 터미널 어셈블리의 판재 형상의 두께를 얇게하여도 내진성이 증가하여 원가 절감의 효과가 있으며, 다이오드 리드 와이어 조립시 다이오드 리드 와이어가 구부러지거나 꺾어져 발생하는 다이오드 불량률을 최 소화할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 터미널 어셈블리의 다수개의 조립부에 다이오드 리드 와이어가 조립된 후, 터미널 어셈블리와 티그(TIG) 용접, 스팟(Spot) 용접 또는 솔더링(Soldering) 용접의 공정을 거쳐 일체화됨으로써 기존의 형상보다 수직 또는 수평 내진성이 증대되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 다이오드 리드 와이어(13a) 및 스테이터 리드 와이어(21)와 연결되도록 구비되는 판재 형상의 터미널 어셈블리(11)를 포함하는 정류기 어셈블리(10)가 구비되어 이루어지는 자동차용 교류발전기에 있어서,
    상기 다이오드 리드 와이어(13a) 및 스테이터 리드 와이어(21)와 연결가능하도록 상기 다이오드 리드 와이어(13a) 및 스테이터 리드 와이어(21)가 조립되는 상기 터미널 어셈블리(11)는 노칭(Notching) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제1 단계;
    상기 노칭(Notching) 공정에 의해 형성된 부위에 딥 드로잉(Deep Drawing) 공정에 의해 상측으로 돌출 및 연장되어 관통된 원기둥 형상의 조립부(11a)가 다수개 형성되는 제2 단계;
    상기 터미널 어셈블리(11)의 형상을 조립하기에 알맞도록 추가되는 트리밍(Trimming) 및 피어싱(Piercing) 공정에 의한 제3 단계; 및
    상기 터미널 어셈블리(11)의 형상에 추가되는 코이닝(Coining) 및 벤딩(Bending) 공정에 의한 제4 단계;
    에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다이오드 리드 와이어(13a)는 티그(TIG) 용접, 스팟(Spot) 용접 또는 솔더링(Soldering) 용접 공정에 의해 상기 터미널 어셈블리(11)에 고정 및 일체화되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법.
  3. 제1항의 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리(11)의 조립부(11a)는 딥 드로잉(Deep Drawing) 공정에 의해 관통 형상의 원기둥 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서, 상기 터미널 어셈블리(11)의 조립부(11a)는 원뿔 형상으로 형성가능한 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리.
  6. 제3항에 있어서, 상기 다이오드 리드 와이어(13a)는 상기 터미널 어셈블리 (11)에 티그(TIG) 용접, 스팟(Spot) 용접 또는 솔더링(Soldering) 용접의 공정으로 고정 및 일체화되는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류발전기의 터미널 어셈블리.
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