KR101162106B1 - 차량용 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각효과를 향상시킴과 동시에 고정자 및 고정자 케이스를 안정되게 고정시킬 수 있는 차량용 발전기에 관한 것으로, 엔진의 크랭크축에 결합되는 플라이휠과, 상기 플라이휠에 결합되는 자석으로 구성되는 회전자와, 코어와 상기 코어에 권선되는 코일로 이루어져 상기 회전자의 내면에 위치되는 고정자와, 상기 고정자가 결합되며, 상기 엔진의 하우징에 조립되는 고정자 케이스 와, 상기 하우징에 마련되며, 상기 고정자 케이스가 상기 하우징에 조립될 때 상기 자석의 자력에 의해 움직이는 것이 방지되도록 상기 고정자 케이스가 지지되는 가이드부재와, 고정자 케이스에서 고정자가 이탈되는 것이 방지되도록 고정자 케이스에 마련되는 이탈방지부재를 포함한다.

Description

차량용 발전기{ALTERNATOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각효과를 향상시킴과 동시에 고정자 및 고정자 케이스를 안정되게 고정시킬 수 있는 차량용 발전기에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 교류 발전기는 엔진의 크랭크축과 연결되어 엔진의 구동력을 전달 받아 전압을 발생시켜 차량의 운행시 부하를 사용하며, 또한 배터리를 충전시키는 역할을 한다. 차량에 사용되는 교류 발전기로는 저속에서 발생전압을 높이고 고속에서 안정된 전압이 발생되도록 통상 3개의 코일이 각각 독립되게 권선된 3상 교류 발전기가 가장 보편적으로 사용되고 있다.

통상의 차량용 교류 발전기는 통상 회전자(ROTOR)와 고정자(STATOR)로 구성되어 있으며, 회전자는 코어의 외면에 영구자석(PERMANENT MAGNET)들이 일정간격으로 부착되어 있고, 고정자는 원주방향을 따라 일정간격으로 돌출 형성되어 있는 철심에 출력용 3상 코일이 각각 권선되어 있다.

이러한, 일반적인 교류 발전기는 회전자가 회전하게 되면 영구자석인 자극의 N극으로부터 나는 자속이 고정자의 철심을 거쳐 S극으로 되돌아가는 자기회로를 형성하고, 이 자기회로의 자속이 고정자에 권선된 3상 코일과 상호작용하여 고정자의 권선에 교류의 유기전압이 발생된다.

한편, 이와 같은 통상적인 발전기 이외에 차량의 플라이휠에 발전기가 탑재되는 엔진일체형 발전기가 상용차에서 이미 실용화되고 있다. 이러한, 엔진일체형 발전기는 엔진과 발전기의 2개 기능 및 부품을 공유화할 수 있어 부품 수가 저하됨은 물론 차량에서 차지하는 공간도 작아지게 할 수 있어 그 사용이 점차 증가추세에 있다.

엔진일체형 발전기는 엔진의 크랭크축에 결합되는 플라이휠에 자석이 고정되어 회전자가 형성되고, 플라이휠이 노출되는 엔진 하우징에 코어와 코일로 이루어진 고정자가 결합되어 발전기가 형성된다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

상기와 같이 구성되는 종래의 엔진일체형 발전기는 회전자인 플라이휠에 자석을 결합한 상태에서 고정자를 엔진 하우징에 고정하게 되는데, 이 과정에서 자석의 자력에 의해 고정자가 다른 부품에 충돌하는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 종래의 엔진일체형 발전기 고정자의 결합력이 저하될 뿐만 아니라, 냉각효과가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 고정자 케이스를 엔진 하우징에 안정되게 조립할 수 있을 뿐만 아니라, 냉각효과를 향상시키고, 고정자가 고정자 케이스에서 이탈되는 것을 방지할 수 있는 차량용 발전기에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 발전기는, 엔진의 크랭크축에 결합되는 플라이휠과, 상기 플라이휠에 결합되는 자석으로 구성되는 회전자와, 코어와 상기 코어에 권선되는 코일로 이루어져 상기 회전자의 내면에 위치되는 고정자와, 상기 고정자가 결합되며, 상기 엔진의 하우징에 조립되는 고정자 케이스 와, 상기 하우징에 마련되며, 상기 고정자 케이스가 상기 하우징에 조립될 때 상기 자석의 자력에 의해 움직이는 것이 방지되도록 상기 고정자 케이스가 지지되는 가이드부재와, 상기 고정자 케이스에서 상기 고정자가 이탈되는 것이 방지되도록 상기 고정자 케이스에 마련되는 이탈방지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이탈방지부재는, 상기 고정자 케이스에서 돌출 형성되며 상기 코어가 삽입되는 결합부와, 상기 결합부에 삽입된 상기 코어가 지지되도록 상기 결합부에 고정되는 고정판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이탈방지부재는, 상기 결합부에 삽입되는 상기 코어가 걸려서 지지되도록 상기 결합부에 형성되는 지지턱과, 상기 고정판이 삽입되도록 상기 결합부의 단부에 형성되는 안착홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드부재는, 상기 하우징에 결합되는 가이드 핀과, 상기 가이드 핀이 삽입되도록 상기 고정자 케이스에 형성되는 삽입홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차량용 발전기는, 상기 고정자에서 발생되는 열을 방열시킬 수 있도록 상기 고정자 케이스에 마련되는 방열부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방열부는, 상기 고정자 케이스의 중앙부에 형성되는 관통부와, 상기 관통부의 내면에서 돌출 형성되는 방열핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기와 같은 본 발명에 따른 차량용 발전기에 의하면, 가이드핀에 의해 고정자 케이스를 엔진 하우징에 안정되게 조립할 수 있을 뿐만 아니라, 냉각핀에 의해 고정자의 냉각효과가 향상되고, 지지부재에 의해 고정자가 고정자 케이스에서 이탈되는 것이 방지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발전기의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발전기의 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발전기의 구성을 나타낸 요부확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고정자 및 고정자 케이스의 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고정자 및 고정자 케이스의 구성을 나타낸 배면사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이탈방지부재의 구성을 나타낸 고정자의 요부확대 단면도이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발전기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발전기(100)는, 엔진의 크랭크축(110)에 결합되어 회전되는 회전자(120)와, 이 회전자(120)의 내면에 위치되는 고정자(130)와, 이 고정자(130)를 엔진의 하우징(140)에 결합하기 위한 고정자 케이스(150) 및 고정자 케이스(150)를 하우징(140)에 조립할 때 회전자(120)의 자력에 의해 고정자 케이스(150)가 움직이는 것을 방지하기 위한 가이드부재(160)를 포함한다.

또한, 본 실시 예에 따른 차량용 발전기(100)는 고정자(130)를 고정자 케이스(150)에 안정되게 고정할 수 있도록 고정자 케이스(150)에 마련되는 이탈방지부재(170) 및 고정자(130)에서 발생되는 열을 효과적으로 발열시키기 위한 방열부(180)를 더 포함한다.

회전자(120)는 크랭크축(110)에 결합되어 함께 회전되는 플라이휠(121)과, 이 플라이휠(121)의 내주면을 따라 결합되는 자석(123)으로 구성된다. 이러한 회전자(120)는 엔진의 플라이휠(121)에 자석(123)을 접합시키므로, 엔진과 연결하기 위한 별도의 부품 사용이 방지된다. 이로 인하여 발전기(100)를 엔진 하우징(140)에 일체형으로 조립할 수 있으므로, 발전기의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 발전기(100)의 설치공간을 줄일 수 있다.

회전자(120)의 회전에 따라 전류가 발생되는 고정자(130)는 고정자 케이스(150)에 결합되는 코어(131)와, 이 코어(131)에 권선되는 코일(133)로 이루어지며, 자석(123)의 내측에 위치된다. 이러한, 고정자(130)는 고정자 케이스(150)가 하우징(140)에 결합됨에 따라 자석(123)의 내측에 위치된다.

또한, 회전자(120)의 플라이휠(121)에는 공기 유입홀부(121a)가 형성되어 방열부(180)를 통해 엔지 내부로 유입되는 공기의 양이 증가하게 되어 엔진의 냉각효율이 향상된다. 이로 인하여, 고정자(130) 및 엔진의 방열효율이 더욱 향상된다.

고정자 케이스(150)는 고정자(130)가 용이하게 결합됨과 동시에 방열이 효과적으로 이루어질 수 있도록 이탈방지부재(170) 및 방열부(180)가 형성된다. 이러한, 고정자 케이스(150)는 가이드부재(160)에 의해 지지되면서 하우징(140)에 접촉된 후 볼트와 같은 결합방식을 통해 의해 하우징(140)에 고정된다.

이때, 고정자 케이스(150)는 가이드부재(160)에 지지된 채 원활하게 이동되므로 하우징(140)에 조립될 때 자석(123)의 자력에 의해 움직이면서 엔진의 다른 부품에 충돌되는 것이 방지된다.

이를 위하여 가이드부재(160)는 하우징(140)에 결합되는 가이드 핀(161)과, 이 가이드 핀(161)이 삽입되도록 고정자 케이스(150)에 형성되는 삽입홈부(163)로 구성된다. 본 실시 예에서는 가이드 핀(161) 및 삽입홈부(163)가 8개 마련되는 것이 도시되어 있지만, 이는 사용자의 필요에 따라 다양하게 조절될 수 있다.

또한, 본 실시 예에 따른 가이드부재(160)는 고정자 케이스(150)가 하우징(140)에 조립된 후 가이드 핀(161)이 고정자 케이스(150)의 외부로 노출되는 것이 방지되도록 가이드 핀(161)이 하우징(140)에 탈착가능하게 제공될 수도 있다.

구체적으로, 가이드 핀(161)의 단부에 볼트를 형성하고 하우징(140)에 이에 대응되는 볼트구멍을 형성하여, 고정자 케이스(150)를 하우징(140)에 조립할 때에는 가이드 핀(161)을 하우징(140)에 장착하고, 고정자 케이스(150)의 조립이 완료되면 가이드 핀(161)을 하우징(140)에서 제거한다.

이탈방지부재(170) 및 방열부(180)가 형성되는 고정자 케이스(150)를 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 고정자 케이스(150)는 고정자(130)를 견고하게 고정시키기 위한 이탈방지부재(170)가 그 내부에 중앙부에 형성된다. 구체적으로, 이탈방지부재(170)는 코어(131)가 삽입되도록 고정자 케이스(150)의 중앙부에서 돌출 형성되는 결합부(171)와, 이 결합부(171)에 삽입된 코어(131)의 이탈을 방지하는 고정판(173)으로 구성된다. 이때, 고정판(173)은 코어(131)에 접촉되도록 볼트나 나사와 같은 결합방식을 통해 결합부(171)의 단부에 결합된다.

또한, 결합부(171)는 그 외면에 코어(131)가 걸려서 지지될 수 있도록 지지턱(171a)이 형성되며, 단부에 고정판(173)이 삽입되어 지지되는 안착홈부(171b)가 형성된다. 고정판(173)은 안착홈부(171b)에 삽입되어 좌우로 유동되는 것이 방지되므로, 결합부(171)에 더욱 안정되게 고정된다.

또한, 결합부(171)에 결합되는 고정자(130)는 열박음 방식을 통해 결합된다. 구체적으로, 고정자 케이스(150)의 결합부(171)는 냉각시켜 그 직경을 수축시키고, 코어(131)는 가열하여 그 내경을 미세하게 확장시킨 후 코어(131)를 결합부(171)에 용이하게 삽입한다. 이후 결합부(171) 및 코어(131)를 상온 두게 되면 결합부(171)와 코어(131)가 원상태로 복원되면서 그 결합된 상태가 견고하게 유지된다.

한편, 고정판(173) 및 안착홈부(171b)에는 볼트 또는 나사가 체결될 수 있도록 체결구멍이 형성된다.

방열부(180)는 고정자(130)에서 발생되는 열이 원활하게 방열될 수 있도록 결합부(171)의 중앙부에 형성되는 관통부(181) 및 이 관통부(181)의 내면에서 돌출 형성되는 방열핀(183)을 포함한다.

이때, 방열부(180)의 방열핀(183)은 방열효과가 더욱 향상될 수 있도록 결합부(171)의 내면에서 고정자 케이스(150)의 외면까지 돌출 형성된다.

이와 같은 방열부(180)로 인하여 고정자(130)에서 발생되는 열이 고정자 케이스(150)를 통해 원활하게 방열된다.

더하여, 방열부(180)는 외부의 공기가 고정자 케이스(150)를 통해 고정자(130)의 코일(133)에 직접접촉될 수 있도록 고정자 케이스(150)에 관통 형성되는 공기유입구멍(185)을 더 포함한다. 이때, 공기유입구멍(185)을 고정자(130)의 코일(133)과 대응되는 부위에 형성하여 전자부품(도시생략)에 접속되는 코일(133)의 배선을 공기유입구멍(185)을 통해 배출시킬 수도 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발전기의 작용을 설명한다.

먼저, 고정자 케이스(150)의 결합부(171)에 고정자(130)를 열박음 방식을 통해 결합한 후, 결합부(171)의 안착홈부(171b)에 고정판(173)을 고정시켜 고정자(130)가 결합부(171)에서 이탈되는 것을 방지한다.

그리고, 고정자(130)가 결합된 고정자 케이스(150)의 삽입홈부(163)에 하우징(140)의 가이드 핀(161)이 삽입되도록 고정자 케이스(150)를 위치시킨 후 가이드 핀(161)을 따라 고정자 케이스(150)를 하우징(140)으로 이동시킨다. 그러면, 회전자(120)의 자력에 의해 고정자 케이스(150)가 움직이는 것이 방지되어 고정자 케이스(150)가 엔진의 다른 부위에 접촉되는 것이 방지된다.

따라서 고정자 케이스(150) 및 엔진이 파손되는 것을 방지하면서 고정자 케이스(150)를 엔진의 하우징(140)에 보다 용이하게 조립할 수 있다.

또한, 발전기(100)가 구동될 때 플라이휠(121)에 형성된 공기 유입홀부(121a)에 의해 관통부(181) 및 방열핀(183)으로 많은 공기가 유입되므로, 고정자(130)의 방열 및 엔진이 방열이 보다 효과적으로 이루어지게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100 : 차량용 발전기 110 : 크랭크축
120 : 회전자 121 : 플라이휠
123 : 자석 130 : 고정자
131 : 코어 133 : 코일
140 : 하우징 150 : 고정자 케이스
160 : 가이드부재 161 : 가이드 핀
170 : 이탈방지부재 180 : 방열부

Claims (7)

1. 엔진의 크랭크축에 결합되는 플라이휠과, 상기 플라이휠에 결합되는 자석으로 구성되는 회전자;
   코어와 상기 코어에 권선되는 코일로 이루어져 상기 회전자의 내면에 위치되는 고정자;
   상기 고정자가 결합되며, 상기 엔진의 하우징에 조립되는 고정자 케이스;
   상기 하우징에 마련되며, 상기 고정자 케이스가 상기 하우징에 조립될 때 상기 자석의 자력에 의해 움직이는 것이 방지되도록 상기 고정자 케이스가 지지되는 가이드부재; 및
   상기 고정자 케이스에서 상기 고정자가 이탈되는 것이 방지되도록 상기 고정자 케이스에 마련되는 이탈방지부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이탈방지부재는,
   상기 고정자 케이스에서 돌출 형성되며 상기 코어가 삽입되는 결합부; 및
   상기 결합부에 삽입된 상기 코어가 지지되도록 상기 결합부에 고정되는 고정판;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이탈방지부재는,
   상기 결합부에 삽입되는 상기 코어가 걸려서 지지되도록 상기 결합부에 형성되는 지지턱; 및
   상기 고정판이 삽입되도록 상기 결합부의 단부에 형성되는 안착홈부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.
4. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드부재는,
   상기 하우징에 결합되는 가이드 핀; 및
   상기 가이드 핀이 삽입되도록 상기 고정자 케이스에 형성되는 삽입홈부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.
5. 제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고정자에서 발생되는 열을 방열시킬 수 있도록 상기 고정자 케이스에 마련되는 방열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 방열부는,
   상기 고정자 케이스의 중앙부에 형성되는 관통부; 및
   상기 관통부의 내면에서 돌출 형성되는 방열핀;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.
7. 삭제

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