KR101021699B1

KR101021699B1 - 자동차용 발전기 교환 경고장치

Info

Publication number: KR101021699B1
Application number: KR1020080110371A
Authority: KR
Inventors: 진기호
Original assignee: 진기호
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2011-03-15
Also published as: US20110215918A1; WO2010053266A2; EP2351667A2; KR20100051282A; WO2010053266A3; JP2012508548A; EP2351667A4

Abstract

본 발명은 자동차용 발전기의 교체시기를 운전자에게 미리 알려주기 위한 자동차용 발전기 교환 경고장치에 관한 것으로, 특히, 도체를 절연체로 둘러싼 통전 센서를 브러시가 한계마모 상태에 이르기 이전에 통전되도록 브러시에 삽입설치하거나, 누름 스위치를 브러시와 브러시홀더 사이에 브러시가 한계마모 상태에 이르기 이전에 온(on) 되도록 설치하고, 상기 설치된 통전센서 또는 누름 스위치를 경고장치에 연결하여서, 상기 통전 센서가 통전되거나, 상기 누름 스위치가 온(on) 되면 상기 경고장치가 작동되도록 함으로써 브러시가 마모되어 발전기가 작동불능 상태에 이르기 이전에 미리 운전자에게 발전기 교환의 경고가 가능한 자동차용 발전기 교환 경고장치를 제공한다.

발전기, 브러시 마모, 경고장치

Description

자동차용 발전기 교환 경고장치{Warning apparatus for exchange of vehicle generator}

자동차에는 조명장치, 점화장치, 모터, 제어장치 등 전력을 필요로 하는 많은 장치가 설치되어 있으며, 또한, 이러한 장치에 전력을 공급하기 위해서 엔진으로부터 회전력을 공급받아 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치로 발전기가 설치되어 있다.

상기와 같은 발전기는 스테이터, 로터, 브러시 등으로 구성되어 있으며, 이 중 브러시는 발전기가 작동 시에 회전하는 로터 축에 설치된 슬립 링의 일부에 슬립되면서 접촉되는 부품으로 슬립되는 부품의 특성으로 마모를 동반하고 마모가 일정 한계에 도달하면 발전기가 더 이상 작동되지 않기 때문에 발전기의 사용수명을 결정하는 부품 중 하나의 부품이다.

상기와 같은 브러시가 자동차 주행 중에 일정 한계까지 마모되면 발전기가 더 이상 전력을 생산할 수 없기 때문에, 자동차가 주행불능 상태로 되어서 운전자가 위험하거나 곤란한 상황에 처할 수 있게 된다.

따라서 브러시 마모 상태를 운전자에게 미리 알려서 적절한 조치를 취할 수 있도록 할 필요가 있으며, 이에 관련된 종래기술로 등록특허 제10-0411164호에 개시된 "자동차용 발전기의 브러시 마모한도 경고장치" 등이 있었다.

그러나 상기 자동차용 발전기의 브러시 마모한도 경고장치는 브러시가 마모되어 발전기가 더 이상 작동될 수 없게 된 때에 비로소 경고장치가 작동하기 때문에 발전기가 작동불능 상태에 이르기 이전에 미리 조치를 취할 수 없으며, 마모 상태를 감지하는 구조가 복잡하여 발전기 내부에 용이하게 설치할 수 없다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 통전센서 또는 누름 스위치 등을 이용하여 브러시가 마모되어 발전기가 작동불능 상태에 이르기 이전에 미리 운전자에게 발전기 교환을 요구하는 경고가 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 브러시의 마모되는 정도에 따라 통전 또는 온(ON)되는 통전센서 또는 누름 스위치를 브러시 또는 브러시 홀더에 설치함으로써 설치가 용이하고 기존 차량용 발전기에도 장착할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 슬립링이 설치된 축과, 브러시 홀더 내부에 설치된 브러시를 갖는 차량용 발전기에 장착되며, 상기 브러시는 발전기의 작동 한계상황을 설정하는 마모한계 라인을 가지며, 상기 브러시 내부에 끝단이 상기 마모한계 라인 보다 하부에 위치하도록 설치된 도체와, 상기 도체를 절연시키는 통 형상의 절연체 케이스 로 구성된 통전센서와; 상기 통전센서와 연결되고 일단이 배터리와 연결되어 상기 브러시 마모에 따라 상기 통전센서의 도체가 상기 슬립링에 접촉하는 경우 경고신호를 발생하는 경고장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치를 제공한다.

또한, 슬립링이 설치된 축과, 브러시 홀더 내부에 설치된 브러시를 갖는 자동차용 발전기에 장착되며,

상기 브러시는 발전기의 작동 한계상황을 설정하는 마모한계 라인을 가지며, 상기 브러시 상단에 설치되며, 그 내부 상단에 탄성체와 상기 탄성체에 의해 브러시를 밀어주는 가동부가 설치된 케이스와; 상기 케이스 저면에 설치되고 상기 가동부에 의해 눌려져 온(ON)되는 누름 스위치와; 상기 누름 스위치의 일단에 연결되는 접지선과; 상기 누름 스위치에 일단이 연결되고 타단은 배터리에 연결되며, 상기 브러시의 마모에 따라 상기 가동부 머리가 상기 누름 스위치를 눌러 온시키는 경우 경고신호를 발생하는 경고장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치를 제공한다

이상에서와 같이 본 발명에 의한 발전기 교환 경고 장치는 브러시 마모상태를 감지하는 구조가 간단하여 용이하게 설치될 수는 효과가 있다.

또한, 브러시가 마모되어 발전기가 작동불능 상태가 되어 조향장치 및 브레이크장치의 작동이 어렵고, 비상등 등 전기장치가 작동불능 상태에 이르기 이전에 미리 운전자에게 발전기의 교환의 경고가 가능하기 때문에 사전에 발전기를 교환하도록 유도하여 사고를 예방할 수 있고, 운전자가 주행 중에 자동차가 주행불능 상태로 되어서 생기는 견인조치 등에서 오는 시간적 및 경제적 손실을 예방할 수 있으며, 운전자가 브러시 마모에 의한 발전기의 고장에 대한 염려 없이 안심하고 운행할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조로 하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 자동차용 발전기 교환 경고장치의 한 실시예를 나타낸 것으로, 슬립링(11)이 설치된 축(10)과, 상기 슬립링(11)에 접촉하며 전기를 유도하며, 발전기의 작동 한계상황을 설정하는 마모한계 라인(31)을 갖는 브러시(30)와; 상기 브러시(30)를 내장한 브러시 홀더(20)와; 상기 브러시 홀더(20) 내부 상단에 설치되어 상기 브러시(30)를 슬립링(11)에 접촉하도록 밀어 주는 스프링과 같은 탄성체(50)와; 상기 브러시(30) 상단으로로부터 일정 깊이 이상으로 삽입 설치되며 절연체로 구성된 통 형상의 절연체 케이스(41)와, 상기 절연체 케이스(41)에 내장된 도체(42)를 구비한 통전센서(40)와; 상기 통전센서(40)의 도체(42)에 연결되며 타 단은 배터리(80)에 연결되는 경고장치(70)로 구성된다.

이때, 상기 브러시(30)는 마모한계 라인(31)이 설정되고, 상기 설정된 마모 한계라인(31) 보다 상기 통전센서(40)의 도체(42) 끝단이 밑에 위치하도록 그 깊이(X)를 설정하여 설치한다. 상기 마모한계 라인(31)으로부터 통전센서(40)의 도체(42) 끝단까지의 깊이(X)는 해당 차량의 잔여 주행거리가 500km내지 1500km일 때에 경고장치(70)를 작동시키도록 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면 마모한계 라인까지 마모되기 전 1000km이전에 경고장치(70)를 작동시킬 경우에 마모한계 라인(31)으로부터 통전센서(40)의 도체(42) 끝단까지의 깊이(X)는, 브러시(30)의 선단부(32)로부터 마모한계 라인(31)까지 길이(L mm): 브러시(30)가 마모한계까지 마모되는 자동차 주행거리k mm = 깊이(Xmm): 1000km 이라는 비례식에 의해서 결정될 수 있다.

또한, 상기 하나의 통전 센서(40)는 하나의 브러시(30)에 삽입설치되고 상기 통전 센서(40)와 배터리(80) 경고장치(70)가 직렬 연결하고, 두 개 이상의 브러시에 설치하는 경우 각각의 브러시마다 통전센서를 설치하고, 각 통전센서와 경고장치는 병렬로 연결한다. 이때, 통전센서(40)의 도체(42) 끝단에는 경고장치(70)와 연결되는 전선연결부(43)을 더 설치하여 전선의 연결이 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 경고장치(70)는 시각적, 또는 청각적으로 경고 신호를 발생시키기 위한 것으로 램프, 발광다이오드, 부저 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.

또한, 상기 경고장치(70)와 통전센서(40) 사이에 릴레이 또는 E.C.U (Electronic Control Unit) 등의 상기 통전센서(40)에 의해 최초 통전이 이루어진 순간에 연결되어 지속적으로 경고장치를 가동시키는 인터페이스(60)를 더 설치하여 브러시 마모에 따라 통전센서의 도체가 슬립링에 지속적으로 접촉하지 못하더라도 최초 접촉 이후에 지속적으로 경고신호를 발생시킬 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 통전센서(40)와 경고장치(70)의 구동은, 브러시 마모한계 라인(31) 하부로 일정한 깊이(X)만큼 삽입설치된 통전센서가 슬립링(11)에 접촉하기 전에는 경고장치가 작동하지 않는다. 그 후 차량의 지속적인 사용으로 인하여 상기 브러시(30)가 마모한계 라인(31)에 근접하게 되며, 브러시(30)의 마모와 함께 삽입 설치된 통전센서(40)의 절연체 케이스(41) 바닥이 마모되고, 그 마모 정도에 따라 상기 절연체 케이스(41) 내부의 도체(42)가 축(10)에 설치된 슬립링(11)에 접촉하게 되고, 이미 접지된 축(10)에 의해 통전센서(40)가 통전되어 경고장치(70)를 작동시킨다.

또한, 상기 통전센서(40)와 경고장치(70) 사이에 설치되는 인터페이스(60)로 릴레이를 사용하는 경우, 상기와 같이 도체(42)가 슬립링(11)에 접촉되면 상기 배터리(80)로부터 릴레이로 전류가 흘러 상기 릴레이가 작동하면서 상기 도체와 슬립링의 지속적인 접촉여부에 상관없이 상기 경고장치(70)를 지속적으로 작동시킨다.

또한, 상기 인터페이스(60)로 E.C.U를 사용하는 경우 브러시(30)가 마모되어 상기 도체(42)의 선단 부(44)가 상기 슬립링(11)에 접촉하는 순간 배터리에 연결된 E.C.U가 이를 인식하여 상기 경고장치(70)를 지속적으로 작동시킨다. 이와 같이 상기 인터페이스(60)는 통전센서(40)의 도체(42)와 슬립링(11)의 초기 접촉 후 접촉과 미접촉이 반복되더라도 한번 작동한 경고장치를 온/오프를 반복하지 않고 지속적으로 작동하도록 한다.

그리고 상기 통전 센서(40)는 브러시(30)에 미리 삽입설치한 후, 브러시 홀더(20)에 설치하므로 용이하게 자동차용 발전기에 용이하게 설치할 수 있다.

다음에, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 발전기 교환 경고장치의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 슬립링(11)이 설치된 축(10)과, 상기 슬립링(11)에 접촉하며, 발전기의 작동 한계상황을 설정하는 마모한계 라인(31')을 갖는 브러시(30')와; 상기 브러시(30')를 내장한 브러시 홀더(20')와; 상기 브러시 홀더 내부 상단과 브러시(30') 상단 사이에 설치되고 저 면에 유동구가 형성된 케이스(91)와; 상기 케이스(91) 내부의 상단에 설치되는 스프링과 같은 탄성체(50')와; 상기 탄성체(50') 하단에 설치되며 탄성체(50')에서 가해지는 압력을 브러시로 전달하여 상기 브러시(30')가 슬립링(11)에 접촉되도록 하는 가동부(92)와; 상기 가동부(92)에 의해 눌려져 온(ON)되는 오프 상태의 누름 스위치(90)와; 상기 누름 스위치(90)의 일단에 연결되는 접지선(100)과; 상기 누름 스위치(90)에 일단이 연결되며 타 단은 배터리(80)에 연결되는 경고장치(70')로 구성된다. 이때, 상기 가동부(92)는 탄성체(50')를 받치는 가동부 머리(92a)와 그 탄성체(50')의 압력을 브러시(30')로 전달하는 스트로크(92b)로 구성된다.

이때, 상기 누름 스위치(90)는 하나의 브러시(30')에만 설치되어 경고장치에 연결될 수 있으나, 다수개의 브러시 각각에 누름 스위치(90)가 설치되고 각 누름 스위치들은 상기 경고장치(70')에 병렬로 연결하기도 한다.

상기와 같이 구성된 누름 스위치(90)를 온(ON)시키는 가동부 머리(92a)로부터 누름 스위치(90)까지의 초기 설치상태의 거리(S)는 상기 브러시(30')가 마모한계 라인(31')까지 마모되기 이전에 상기 경고장치(70')를 작동시키기 위하여 상기 브러시(30')의 선단부(32')로부터 마모한계 라인(31')까지의 길이(L')보다 일정 양(X') 작게 정해지고, 그리고 상기 일정 양(X')은 상기 브러시(30')가 마모한계까지 마모되기 전 해당 차량의 잔여 주행거리가 500km내지 1500km일 때에 경고장치(70')를 작동시키도록 정해지는 것이 바람직하다. 예를 들면 마모한계까지 마모되기 전 1000km이전에 경고장치(70')를 작동시킬 경우에 상기 일정 양(X')은, 브러시(30')의 선단부(32')에서 마모한계 라인(31')까지 길이(L'mm): 브러시(30')가 마모한계 라인(31')까지 마모되는 자동차 주행거리kmm = 일정 양(X'mm): 1000km 이라는 비례식에 의해서 결정될 수 있다.

그리고 상기 가동부(92)가 누름 스위치(90)에 접촉한 후에도 상기 브러시(30')가 마모한계 라인(31')까지 마모될 수 있도록 탄성체(50')는 계속해서 상기 가동부(92)에 압력을 가한다.

또한, 상기 경고장치(70')는 시각적, 또는 청각적으로 경고 신호를 발생시키기 위한 것으로 램프, 발광다이오드, 부저 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.

또한, 상기 경고장치(70')와 누름 스위치(90) 사이에 릴레이 또는 E.C.U (Electronic Control Unit) 등의 상기 누름 스위치(90)와 가동부 머리(92a)가 접촉하여 누름 스위치(90)에 의해 최초 통전이 이루어진 순간에 연결되어 지속적으로 경고장치를 가동시키는 인터페이스(60')를 더 설치하여 브러시 마모에 따라 통전센서의 도체가 슬립링(11)에 지속적으로 접촉하지 못하더라도 최초 접촉 이후에 지속적인 경고신호를 발생시킬 수 있도록 한다.

그리고 상기와 같이 구성된 경고장치를 갖는 자동차용 발전기는 브러시(30')가 마모되고, 이로 인해 상기 가동부(92)의 스트로크(92b)가 브러시(30')의 마모에 따라 하향하여 가동부 머리(92a)가 상기 누름 스위치(90)를 눌러 온(on)되면 상기 배터리(80)로부터 상기 경고장치(70')가 작동하게 된다. 이때, 차량의 떨림 등에 의해 누름 스위치의 온/오프가 반복되어 경고장치의 온/오프가 반복되는 것을 방지하기 위해 상기와 같은 인터페이스(60')를 설치한다.

또한, 상기 누름 스위치(90)와 경고장치(70') 사이에 설치되는 인터페이스(60')로 릴레이를 사용하는 경우, 상기와 같이 누름 스위치(90)가 온되어 상기 배터리(80)로부터 릴레이로 전류가 흘러 상기 릴레이가 작동하면서 상기 누름 스위치의 가동부 머리(92a)의 지속적인 누름 여부에 상관없이 상기 경고장치(70')를 지속적으로 작동시킨다.

또한, 상기 인터페이스(60')로 E.C.U를 사용하는 경우 브러시(30')가 마모되어 상기 누름 스위치가 가동부 머리(92a)에 의해 눌려지는 순간 배터리에 연결된 E.C.U가 이를 인식하여 상기 경고장치(70')를 지속적으로 작동시킨다. 이와 같이 상기 인터페이스(60')는 누름 스위치(90)가 가동부 머리(92a)에 의해 최초 눌려진 이후, 누름과 이탈이 반복되더라도 한번 작동한 경고장치를 온/오프를 반복하지 않고 지속적으로 작동하도록 한다.

이상과 같이 본 발명은 도면에 도시한 실시 예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시 예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 결정되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 발전기 교환 경고장치의 한 실시예를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 발전기 교환 경고장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 축 11 : 슬립링

20,20': 브러시 홀더 30,30': 브러시

31,31': 마모한계 라인 32,32': 브러시 선단부

40 : 통전센서 41 : 절연체 케이스

42 : 도체 43 : 전선 연결부

50,50': 탄성체 60,60': 인터페이스

70,70': 경고장치 80 : 배터리

90 : 누름 스위치 91 : 케이스

92 : 가동부 92a: 가동부 머리

92b: 스트로크 100: 접지선

Claims

삭제
슬립링이 설치된 축과, 브러시 홀더 내부에 설치된 브러시를 갖는 자동차용 발전기에 장착되며,

상기 브러시는 발전기의 작동 한계상황을 설정하는 마모한계 라인을 가지며, 상기 브러시 내부에 끝단이 상기 마모한계 라인 보다 일정 깊이 하부에 위치하도록 설치된 도체와, 상기 도체를 절연시키는 통 형상의 절연체 케이스로 구성된 통전센서와;

상기 통전센서와 연결되고 일단이 배터리와 연결되어 상기 브러시 마모에 따라 상기 통전센서의 도체가 상기 슬립링에 접촉하는 경우 경고신호를 발생하는 경고장치와;

상기 통전센서와 경고장치 사이에 직렬로 연결되며 배터리로부터 전원을 공급받아 통전센서의 도체가 슬립링에 최초 접촉한 이후에 지속적으로 경고장치를 작동시키는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치.
제 2 항에 있어서,

상기 인터페이스는 릴레이 또는 E.C.U 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치.
제 2 항에 있어서,

상기 자동차용 발전기의 브러시가 다수개인 경우, 각각의 브러시 마다 통전센서가 삽입설치되며, 각 통전센서는 상기 경고장치와 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치.
삭제
슬립링이 설치된 축과, 브러시 홀더 내부에 설치된 브러시를 갖는 자동차용 발전기에 장착되며,

상기 브러시는 발전기의 작동 한계상황을 설정하는 마모 한계라인을 가지며, 상기 브러시 상단에 설치되며, 그 내부 상단에 탄성체와 상기 탄성체에 의해 브러시를 밀어주는 가동부가 설치된 케이스와;

상기 가동부의 머리에 의해 눌려져 온(ON)되며, 초기 설치상태에서 상기 가동부의 머리의 위치부터 눌려서 온(ON)되는 위치까지의 거리가 상기 브러시의 선단부로부터 마모한계 라인까지 길이 보다 일정 양 적게 상기 케이스 하부에 설치되는 누름 스위치와;

상기 누름 스위치의 일단에 연결되는 접지선과;

상기 누름 스위치에 일단이 연결되고 타단은 배터리에 연결되며, 상기 브러시의 마모에 따라 상기 가동부 머리가 상기 누름 스위치를 눌러 온시키는 경우 경고신호를 발생하는 경고장치와;

상기 누름 스위치와 경고장치 사이에 직렬로 연결되며 배터리로부터 전원을 공급받아 누름 스위치의 가동부에 의해 눌려진 이후 지속적으로 경고장치를 작동시키는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치.
제 6 항에 있어서,

상기 인터페이스는 릴레이 또는 E.C.U 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치.
제 2 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 경고장치는 램프, 발광다이오드, 부저 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치.
제 6 항에 있어서,

상기 자동차용 발전기의 브러시가 다수개인 경우, 각각의 브러시 마다 누름 스위치가 설치되며, 각 누름 스위치는 상기 경고장치와 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 발전기 교환 경고장치.