KR101163569B1 - 차량용 교류 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 교류발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이오드 및 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 구비한 정류기를 포함하는 차량용 교류발전기에서 다이오드에 집중되는 응력을 완화시키고, 방열효과를 극대화시킨 차량용 교류발전기에 관한 것으로,

본 발명에 따른 차량용 교류 발전기는, 다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 구비한 정류기를 포함하는 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 다이오드의 헤드부의 직경(a1)이 상기 히트싱크 홀의 하단 직경(b1)보다 큰 직경을 갖도록 형성되고, 상기 히트싱크 홀의 상단 직경(c1)은 하단 직경(b1)보다 큰 직경을 갖도록 형성되며, 상기 히트싱크 홀의 하단 높이(h1)는 상기 다이오드 헤드부의 높이(h3)보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

차량용 교류 발전기, 히트싱크, 다이오드

Description

차량용 교류 발전기{Alternator for a vehicle}

본 발명은 차량용 교류발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이오드 및 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 구비한 정류기를 포함하는 차량용 교류발전기에서 다이오드에 집중되는 응력을 완화시키고, 방열효과를 극대화시킨 차량용 교류발전기에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 발전기는 저속에서 발생전압을 높게 하고, 고속에서 안정된 성능을 발휘할수 있도록 하기 위해, 교류발전기라 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.

도 1은 일반적인 차량용 교류발전기를 개략적으로 나타내는 단면도, 도 2는 종래 기술에 따른 다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히 트싱크를 도시한 단면도로서, 상기 히트싱크 홀과 상기 다이오드가 결합된 것을 도시한 도, 도 3은 도 2의 히트싱크만을 도시한 단면도, 도 4는 도 2의 다이오드만을 도시한 단면도이다.

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 이루어진다.

정류기는 히트싱크(210)와 다이오드(220)를 포함하는데, 종래 기술에 따른 히트싱크와 다이오드는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 구조로 되어 있다. 즉, 상기 다이오드(220)는 다이오드 헤드부(221)와 다이오드 몸체부(222)로 구성되고, 상기 히트싱크(210)는 상기 다이오드를 수용하기 위한 히트싱크 홀(211)을 구비하는데, 이때 상기 다이오드 헤드부(221)의 직경(a1)과 상기 히트싱크 홀(211)의 직경(b1)이 같도록 형성된다. 따라서, 상기 히트싱크 홀에 다이오드를 압입할때, 처음 접촉하는 직선형 마디(straight knurl)이 마찰에 의해 무너져 다이오드를 완 전히 압입한 경우, 실제 접촉면적이 작다는 문제점이 있다. 이로 인해 방열 효과가 낮아지고, 진동시 다이오드 불량이 발생하는 경우가 많다. 마찰에 의해 무너지는 범위는 대략 h3 ~ h4 영역에 해당하는 범위이다.(도 4 참조)

또한, 히트싱크 홀(211)을 형성하는 부재의 높이(h1)가 상기 다이오드 헤드부(221)의 높이(h3)보다 크도록 되어 있어서, 다이오드 헤드부와 다이오드 몸체부가 결합된 다이오드 결합부(223)가 상기 히트싱크 홀(211)의 끝단 부위를 통과하지 않아서 상기 다이오드 결합부에 응력이 집중되는 문제점이 있다.(도 2의 'A' 부분참조)

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 히트싱크 홀과 다이오드와의 접촉 면적을 증대시켜서 방열 효과를 향상시키고 다이오드 불량 발생을 방지하며, 다이오드 결합부가 히트싱크 홀의 끝단부를 통과하도록 하여 응력이 집중되는 것을 방지하는 차량용 교류 발전기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기는,

다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 구비한 정류기를 포함하는 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 다이오드의 헤드부의 직경(a1)이 상기 히트싱크 홀의 하단 직경(b1)보다 큰 직경을 갖도록 형성되고, 상기 히트싱크 홀의 상단 직경(c1)은 하단 직경(b1)보다 큰 직경을 갖도록 형성되며, 상기 히트싱크 홀의 하단 높이(h1)는 상기 다이오드 헤드부의 높이(h3)보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히트싱크 홀의 상단측 상부에 형성된 돌출부(23)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 돌출부는 환형 모양인 것이 바람직하다.

또한, 상기 히트싱크 홀과 상기 다이오드 몸체부 사이에 형성된 공간에 삽입될 수 있는 모양으로 형성된 가이드 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기에 의하면,

히트싱크 홀과 다이오드와의 접촉 면적을 증대시켜서 방열 효과를 향상시키고 다이오드 불량 발생을 방지하며, 다이오드 결합부가 히트싱크 홀의 끝단부를 통과하도록 하여 응력이 집중되는 것을 방지하여 내구성과 생산성을 향상시킬 수 있으며 생산 원가를 절감하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 5는 본 발명에 따른 다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 도시한 단면도로서, 상기 히트싱크 홀과 상기 다이오드가 결합된 것을 도시한 도, 도 6은 도 5의 히트싱크만을 도시한 단면도, 도 7은 도 5의 다이오드만을 도시한 단면도, 도 8은 본 발명에 따른 다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 부분적으로 확대 도시한 단면도로서, 상기 히트싱크 홀과 다이오드 몸체부 사이에 형성된 공간에 삽입될 수 있는 모양으로 형성된 가이드 부재를 더 포함한 것을 도시한 도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기는 다이오드(10) 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀(21)이 형성된 히트싱크(20)를 구비한 정류기를 포함한다.

상기 다이오드(10)는 헤드부(11)와 몸체부(12), 상기 헤드부와 몸체부를 결합하는 결합부(13)로 구성된다. 또한, 상기 히트싱크(20)는 히트싱크 홀(21)과 상기 히트싱크 홀의 상단 상측에는 환형 형상으로 돌출된 돌출부(22)를 구비하고 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 다이오드 헤드부(11)의 직경(a1)은 상기 히트싱크 홀의 하단 직경(b1)보다 큰 직경을 갖도록 형성된다. 이렇게 다이오드 헤드부의 직경(a1)이 히트싱크 홀의 하단 직경보다 크도록 하는 이유는 다이오드와 히트싱크의 결합력을 극대화하기 위한 것인데, 다이오드 압입시에 히트싱크 홀의 하단부에 먼저 대하게 되며, 압입이 진행될때 다이오드 헤드부(11)는 외경이 축소되게 된다. 따라서, 히트싱크 홀의 하단 직경(b1)이 다이오드 헤드부의 직경(a1)보다 작아야 다이오드 헤드부의 결합력을 최대화할 수 있다. 이 경우 치수차를 다이캐스팅(diecasting) 금형의 드래프트(draft)를 이용하여 별도의 가공없이도 치수 관리를 용이하게 할 수 있다. 이때, 큰 직경의 다이오드를 작은 직경의 히트싱크 홀에 압입할때, 히트싱크 홀의 손상이 발생하지 않도록 하기 위해 다이오드 헤드부의 직경(a1)과 히트싱크 홀 하단 직경(b1)의 비율은 1 : 0.98 에서 1 : 1 사이인 것이 바람직하다.

또한, 상기 히트싱크 홀의 상단 직경(c1)은 하단 직경(b1)보다 큰 직경을 갖도록 형성되며, 상기 히트싱크 홀의 하단 높이(h1)는 상기 다이오드 헤드부의 높이(h3)보다 작도록 형성된다.

즉, 종래에는 히트싱크 홀 내벽이 일직선 형상으로 형성되는 데 비해, 본 발명에 따르면 히트싱크 홀 내벽에 단차(22)가 형성되게 된다.

특히, 히트싱크 홀의 상단 직경(c1)을 하단 직경(b1)보다 크게하고, 히트싱크 홀의 하단 높이(h1)가 상기 다이오드 헤드부의 높이(h3)(도 7 참조)보다 작게 하는 이유는, 히트싱크 홀 내에 단차(22)가 생기도록 함과 동시에 상기 다이오드(10)를 상기 히트싱크 홀(21)에 압입할 때, 상기 다이오드의 결합부(13)가 상기 히트싱크 홀(21) 내에 형성된 단차를 통과하도록 함으로서 다이오드 결합부(13)는 단차로 인해 형성된 공간에 노출되어 히트싱크 홀의 내벽에 의해 가해지는 응력을 완화시키게 되고, 따라서 다이오드 내부 칩에 가해지는 손상을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 히트싱크 홀의 상단측 상부에는 환형 모양의 돌출부(23)를 더 구 비하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 환형 모양의 돌출부(23)는 다이오드를 중심으로 주위에 열전도 효과를 극대화할 수 있으며, 상기 다이오드(10)를 상기 히트싱크 홀(21)에 압입할 때, 그 기준면 및 기준 위치로 사용할 수 있게 된다. 따라서 신뢰성 있는 조립공정이 가능하도록 한다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기는 상기 히트싱크 홀(21)과 상기 다이오드 몸체부(12) 사이에 형성된 공간에 삽입될 수 있는 모양으로 형성된 가이드 부재(30)를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드 부재(30)를 포함함으로써, 다이오드를 히트싱크 홀에 압입할 때, 상기 히트싱크를 수평으로 유지하게 하여 압력 불균형을 최소화할 수 있는 효과가 생기게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 차량용 교류 발전기를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 일반적인 차량용 교류발전기를 개략적으로 나타내는 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 도시한 단면도로서, 상기 히트싱크 홀과 상기 다이오드가 결합된 것을 도시한 도,

도 3은 도 2의 히트싱크만을 도시한 단면도,

도 4는 도 2의 다이오드만을 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 도시한 단면도로서, 상기 히트싱크 홀과 상기 다이오드가 결합된 것을 도시한 도,

도 6은 도 5의 히트싱크만을 도시한 단면도,

도 7은 도 5의 다이오드만을 도시한 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 부분적으로 확대 도시한 단면도로서, 상기 히트싱크 홀과 다이오드 몸체부 사이에 형성된 공간에 삽입될 수 있는 모양으로 형성된 가이드 부재를 더 포함한 것을 도시한 도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 다이오드 20 : 히트싱크

30 : 가이드 부재

Claims (4)

1. 다이오드 및 상기 다이오드가 압입되는 히트싱크 홀이 형성된 히트싱크를 구비한 정류기를 포함하는 차량용 교류발전기에 있어서,

   상기 다이오드의 헤드부의 직경(a1)이 상기 히트싱크 홀의 하단 직경(b1)보다 큰 직경을 갖도록 형성되고, 상기 히트싱크 홀의 상단 직경(c1)은 하단 직경(b1)보다 큰 직경을 갖도록 형성되며, 상기 히트싱크 홀의 하단 높이(h1)는 상기 다이오드 헤드부의 높이(h3)보다 작도록 형성되고,

   상기 히트싱크 홀과 다이오드 몸체부 사이에 형성된 공간에 삽입될 수 있는 모양으로 형성된 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 히트싱크 홀의 상단측 상부에 형성된 돌출부(23)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 돌출부(23)는 환형 모양인 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기.
4. 삭제

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