KR101759440B1 - 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조에 관한 것으로, 히트싱크의 방열면적을 넓혀 발전기에서 발생하는 열을 효과적으로 배출하고 제조가 간편하면서 제조비용 또한 절감될 수 있는 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 차량용 교류발전기의 케이스 내부에 스테이터, 로터, 다이오드, 브러시와 함께 설치되어 방열기능을 수행하는 히트싱크 구조에 있어서, 상기 히트싱크는 다이오드가 설치되도록 다이오드 삽입홀이 관통형성되어 있는 방열판이 복수의 층을 이루도록 형성되고, 상기 복수의 방열판은 방열판 사이에 마련된 간극부재에 의해 일정 간극이 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 교류발전기의 히트싱크 구조{Heat sink of altemator for vehicles}

본 발명은 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조에 관한 것으로, 히트싱크의 방열면적을 넓혀 발전기에서 발생하는 열을 효과적으로 배출하고 제조가 간편하면서 제조비용 또한 절감될 수 있는 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 사용되는 교류(AC)발전기는 차량내에 설치되어 엔진의 동력을 제공받아 발전하는 구성으로, 차량의 배터리를 충전하거나 차량의 전반적인 전자부품으로 전원을 공급하는 역할을 한다.

상기 차량용 교류 발전기에는 전기를 생산하는 과정에서 다이오드에서 발생한 열을 효과적으로 배출하기 위해서는 히트싱크(Heat sink)라 불리우는 방열체가 내장되어 있다. 그러나 전기를 생산하는 과정에서 과도하게 발생하는 열이 히트싱크의 방열범위를 초과할 경우 다이오드를 손상시켜 전원공급의 문제가 발생한다.

종래의 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조는 도 1에 나타난 것과 같이 단일체로 구성된 일정크기의 방열체를 주조[鑄造]방식으로 일체형성하는 구조로 되어 있다. 이러한 히트싱크는 방열효과를 높이기 위해 여러 군데 통공부를 다수 형성하고 있으나 일체로 형성된 구조 때문에 방열 효과는 떨어지고 주조방식 자체가 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 그리고 주조에 의해 성형이 완료된 상태에서 다이오드가 삽입될 홀을 정밀 재가공해야 하는 문제가 있었다.

관련 선행기술로는 공개특허 10-2011-0091130호(차량용 발전기의 히트싱크 구조)에는 히트싱크는 포지티브 다이오드 홀과 네거티브 다이오드 리드홀이 교번 설치되어 있고, 상기 포지티브 다이오드 홀 둘레에 방열핀이 다수 돌출 형성되며, 상기 방열핀과 경계면을 공유하도록 네거티브 다이오드 리드홀이 확장 형성되는 구성이 제시되어 있다.

그러나 상기 선행기술은 주조방식으로 제조되는 일체형 히트싱크에 관한 것이며, 방열면적을 높이기 위해 곳곳에 방열핀을 돌출시는 구성으로 되어 있지만 구조적으로 제한된 방열면적 내에서 뛰어난 방열효과를 얻기에는 어려운 점이 있다.

또 다른 선행기술로는 등록실용신안 20-0360458호(발전기의 히트싱크)에는 히트싱크상에 다수개의 방열공을 형성하되 상기 방열공의 형상을 벌집형상으로 구성하고 방열공 내주에 다수의 요철공을 더 형성하여 방열효과를 높이도록 한 기술이 제시되어 있으나, 상기 선행기술은 단순히 방열공의 형태를 변경한 것에 지나지 않아 방열효과가 미미하고 형상이 복잡하여 제조가 어려움 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로,

기존의 주조방식을 이용하여 히트싱크(Heat sink)를 제조하지 않고 일정두께의 방열판을 다단으로 설치하여 방열면적을 높여 열을 효과적으로 배출하고 제조가 간편하면서 제조비용 또한 절감될 수 있는 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 차량용 교류발전기의 케이스 내부에 스테이터, 로터, 다이오드, 브러시와 함께 설치되어 방열기능을 수행하는 히트싱크 구조에 있어서, 상기 히트싱크는 다이오드가 설치되도록 다이오드 삽입홀이 관통형성되어 있는 방열판이 복수의 층을 이루도록 형성되고, 상기 복수의 방열판은 방열판 사이에 마련된 간극부재에 의해 일정 간극이 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수의 방열판에 방열구멍이 관통형성되되 복수의 층을 이루는 방열판끼리의 방열구멍 위치는 서로 동일한 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수의 방열판은 프레스 성형 방식에 의해 제조가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 간극부재는 방열판의 일측 마주보는 방향으로 돌기가 돌출형성되어 돌기에 의해 간극이 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 간극부재는 복수의 방열판 중 어느 하나에 해당하는 방열판의 다이오드 삽입홀을 버링(burring)가공하여 삽입부 돌출형성한 상태에서 다른 방열판의 다이오드 삽입홀에 압입되어 간극이 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 간극부재는 방열판끼리 마주보는 일면에 일정깊이의 끼움홈을 각각 형성하고, 상기 끼움홈에 별도의 간극유지편을 삽입하여 간극이 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 히트싱크를 구성하는 방열판을 복수로 구성하여 다단으로 설치함으로써 방열면적을 높이고 방열판 사이에 간극을 형성하는 간극부재를 마련함으로써 간극에 의해 열방출 효율이 높은 이점이 있다.

또한 복수의 방열판을 프레스 성형방식에 의해 제조됨으로써 종래의 금형을 이용하여 주조[鑄造]방식으로 제조가 이루어지는 방식에서 필수적으로 포함되는 다이오드 삽입홀을 재가공하는 공정이 생략되기 때문에 제조가 간편하고 제조비용이 절감되며 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 주조[鑄造]방식에 의해 제조된 히트싱크를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 히트싱크를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 히트싱크의 구성을 나타낸 분해 사시도
도 4는 본 발명에 따른 간극부재의 돌기가 한쪽의 방열판에만 형성된 제1실시예를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 돌기가 양쪽의 방열판 모두 형성된 제2실시예를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 방열판이 3개의 층으로 구성된 제3실시예를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 간극부재가 다이오드 삽입홀에 삽입부를 돌출형성하고 다른 다이오드 삽입홀에 압입되는 형태의 제4실시예를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 간극부재가 끼움홈과 별도의 간극유지편으로 구성된 제5실시예를 나타낸 도면
도 9은 제5실시예의 결합된 상태를 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

종래의 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조는 도 1에 나타난 것과 같이 단일체로 구성된 일정크기의 방열체를 주조[鑄造]방식으로 일체 형성하는 구조로 되어 있는데, 이러한 주조방식의 일체형 히트싱크는 일체로 형성된 구조 때문에 곳곳에 통공부나 방열핀과 같은 형상을 더 형성하여도 방열 효과가 떨어지고 제조방식 자체의 생산성이 떨어지는 문제점이 있었던 바,

본 발명은 제조가 간편하면서 기존에 비해 방열면적을 현저히 늘릴 수 있고 제조가 간편하면서 제조비용 또한 절감될 수 있는 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조에 관한 것이다.

본 발명은 차량용 교류발전기의 케이스 내부에 스테이터, 로터, 다이오드, 브러시와 함께 설치되어 방열기능을 수행하는 히트싱크(10) 구조에 있어서,

상기 히트싱크(10)는 도 2에 도시한 바와 같이 다이오드가 설치되도록 다이오드 삽입홀(20)이 관통형성되어 있는 방열판(100)이 복수의 층을 이루도록 형성되고, 상기 복수의 방열판(100)은 방열판(100) 사이에 마련된 간극부재(200)에 의해 일정 간극(S)이 유지될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량용 교류발전기의 케이스 내부에 설치되어 방열기능을 수행하는 히트싱크(10)(Heat sink)에 관한 것으로 케이스 내부에 설치되는 일반적인 다른 구성(스테이터, 로터, 다이오드, 브러시)의 작동관계에 대한 상세한 설명은 본 발명에서 생략하고자 한다.

본 발명의 히트싱크(10)는 적어도 2개 이상의 복수의 방열판(100)이 설치되며 상기 복수의 방열판(100)은 다이오드 삽입홀(20)이 관통 형성되되 상기 다이오드 삽입홀(20)은 복수의 방열판(100) 마다 동일한 위치에 설치되어 다이오드가 원활히 삽입될 수 있도록 한다. 이와 같이 이루어진 복수의 방열판(100)으로 다층구조로 구성함으로써 방열면적을 늘릴 수 있고 복수의 방열판(100) 사이에는 간극(S)이 유지될 수 있도록 한 간극부재(200)가 마련되어 효과적인 열방출 구조를 갖는다.

또한 상기 복수의 방열판(100)에 방열구멍(30)이 더 형성될 경우 열배출 효과를 높일 수 있다. 상기 방열구멍(30)은 복수의 층을 이루는 방열판(100)에 모두 형성되는데, 이때 방열구멍(30)의 위치는 서로 동일한 곳에 형성함으로써 열이 방열판의 간극(S)에 머물러 있지 않고 동일한 위치에 형성된 방열구멍(30)을 통해 신속히 빠져나갈 수 있는 것이다. 그리고 방열효과를 높이기 위해 내측에 방열핀(40)을 더 형성할 수 있다.

본 발명의 히트싱크(10)를 구성하는 복수의 방열판(100)은 프레스장치에 의해 다이오드 삽입홀(20), 방열구멍(30), 방열판(100)의 외형을 동시에 성형하는 프레스 성형 방식에 의해 제조가 이루어진다. 이러한 프레스 성형 방식에 의해 제조되는 본 발명은 종래의 금형을 이용한 주조[鑄造]를 한 후 다이오드 삽입홀을 정밀 재가공해야 하고, 주조금형의 급격한 마모로 인해 관리 및 재투자비용에 부담이 발생하는 종래 기술보다 제조가 간편하고 제조비용이 저렴한 효과가 있다. 또한 본 발명은 일정두께의 금속판을 사용하여 프레스 성형 방식에 의해 성형 및 절단과정을 거쳐 동일한 두께의 방열판(100)을 다량으로 제작되어 사용 때문에 생산성이 우수한 효과가 있다

본 발명의 간극부재(200)는 복수의 방열판(100) 사이에 구비되어 일정 간극을 유지할 수 있도록 하는 구성으로서, 상기 간극부재(200)는 도 3에 도시한 바와 같이 방열판(100)의 일측 마주보는 방향으로 돌기(210)가 돌출형성되어 돌기(210)에 의해 간극이 유지될 수 있다. 즉, 상기 간극부재(200)는 방열판(100)이 2개의 층으로 구성될 경우 도 4에 도시한 바와 같이 어느 한쪽의 방열판(100)에만 돌기(210)를 형성하여 간단하게 간극유지가 이루어질 수 있고, 도 5에 도시한 바와 같이 양쪽 모두 돌기(210)를 간섭받지 않도록 서로 다른 위치에 형성하여 서로 안정적으로 지지되면서 간극유지가 이루어질 수 있다.

또한 본 발명의 방열판(100)이 도 6에 도시한 바와 같이 3개의 층으로 구성될 경우, 가운데에 위치한 방열판(100)의 상,하부 면에 돌기(210)가 각각 돌출형성되어 돌기(210)에 의해 간극이 유지될 수 있다. 이와 같이 가운데 1개에 해당하는 방열판(100)에만 돌기(210)를 형성할 수 있고 2개 또는 3개의 방열판(100) 모두 돌기(210)를 형성하여 간극유지가 이루어질 수 있다.

아울러 본 발명의 돌기(210)는 돌기(210)가 형성된 부분의 반대편에 모두 성형홈(211)이 형성되어 있다. 이는 본 발명의 방열판(100)은 일정한 두께의 철판을 프레스 성형방식에 의해 찍어누르는 형태로 돌기(210)성형이 이루어지기 때문에, 상기와 같이 돌기(210)를 방열판(100)보다 더 돌출하기 위해서는 돌기(210)의 반대편에 반드시 성형홈(211) 형성이 동반된다. 이와 같이 본 발명은 프레스 장치에 의해 돌기(210) 성형과 절단과정이 동시에 이루어지기 때문에 돌기(210)형성에 따른 별도의 공정을 거치지 않고도 생산이 간편하게 이루어지는 것이다.

또한 본 발명의 간극부재(200)는 별도의 돌기를 형성하지 않고 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 방열판(100) 중 어느 하나에 해당하는 방열판(100)의 다이오드 삽입홀(20)자체에 마주보는 방향으로 버링(burring)가공함으로써, 가공 이전에 다이오드 삽입홀(20)의 주변에 해당하는 방열판(100)의 일부분이 가공진행 방향으로 돌출되어 자체적으로 삽입부(220)가 일체 형성되고, 이렇게 형성된 삽입부(220)는 결합하고자 하는 다른 방열판(100)의 다이오드 삽입홀(20)에 강제로 압입되는 형태로 간극부재(200)가 되는 것이다. 상기 버링(burring)가공이란 프레스장치에 의해 형성되는 것으로 형성과정은 구멍을 먼저 형성한 다음 그 구멍의 직경보다 큰 펀치를 밀어 넣어 돌출시키는 가공을 의미한다.

이와 같이 다이오드 삽입홀(20) 자체에 삽입부(220)를 돌출형성하여 또 다른 다이오드 삽입홀(20)에 압입함으로써, 별도의 돌기 형성 없이 다이오드 삽입홀(20) 자체로 방열판(100)의 간극 유지, 정위치로 고정, 안정적인 지지가 가능할 뿐만 아니라 다이오드에서 발생하는 열이 삽입부(220)를 통해 방열판(100)으로 신속히 전달되어 방열효과를 높일 수 있는 것이다.

본 발명의 간극부재(200)는 상기와 같이 돌기(210)형태나 압입되는 형태로 될 수도 있으나, 도 8 내지 9에 도시한 바와 같이 방열판(100)끼리 마주보는 일면에 일정깊이의 끼움홈(230)을 각각 형성하고, 상기 끼움홈(230)에 별도의 간극유지편(300)을 삽입하여 간극이 유지될 수 있다. 상기 끼움홈(230)은 프레스 성형과정에서 방열판(100) 자체에 형성되는 것으로 간극유지편(300) 결합시 일부분이 삽입되어 자리를 잡을 수 있도록 약간의 깊이로 간극유지편(300)의 형상에 맞게 끼움홈(230)이 형성되는 것이다. 이와 같이 끼움홈(230)과 별도의 간극유지편(300)을 통한 간극부재(200)는 간극조절이 용이하며 별도의 간극유지편(300)을 통해 충격을 가해도 간극이 변형되지 않고 유지력이 우수한 효과가 있다.

아울러 상기 간극유지편(300)은 금속제로 이루어지되 방열판(100)의 재질과 동일한 재질로 하지 않고 다른 재질의 금속제로 구성될 수 있다. 즉, 고강도의 재질로 구성하여 내구성 및 간극유지력을 향상시키거나, 열전도성이 높은 재질로 구성하여 각각의 방열판(100)끼리 효과적으로 열전달이 이루어져 열방출이 용이하게 할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 히트싱크 20 : 다이오드 삽입홀
30 : 방열구멍 40 : 방열핀
100 : 방열판 200 : 간극부재
210 : 돌기 211 : 성형홈
220 : 삽입부 230 : 끼움홈
300 : 간극유지편 S : 간극

Claims (6)

1. 차량용 교류발전기의 케이스 내부에 스테이터, 로터, 다이오드, 브러시와 함께 설치되어 방열기능을 수행하는 히트싱크(10) 구조에 있어서,
   상기 히트싱크(10)는 다이오드가 설치되도록 다이오드 삽입홀(20)이 관통형성되어 있는 방열판(100)이 복수의 층을 이루도록 형성되고, 상기 복수의 방열판(100)은 방열판(100) 사이에 마련된 간극부재(200)에 의해 일정 간극(S)이 유지될 수 있도록 하되,
   상기 간극부재(200)는 방열판(100)끼리 마주보는 일면에 일정깊이의 끼움홈(230)을 각각 형성하고, 상기 끼움홈(230)에 별도의 간극유지편(300)을 삽입하여 간극이 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 방열판(100)에 방열구멍(30)이 관통형성되되 복수의 층을 이루는 방열판(100)끼리의 방열구멍(30) 위치는 서로 동일한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 방열판(100)은 프레스 성형 방식에 의해 제조가 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조
   
4. 삭제
5. 차량용 교류발전기의 케이스 내부에 스테이터, 로터, 다이오드, 브러시와 함께 설치되어 방열기능을 수행하는 히트싱크(10) 구조에 있어서,
   상기 히트싱크(10)는 다이오드가 설치되도록 다이오드 삽입홀(20)이 관통형성되어 있는 방열판(100)이 복수의 층을 이루도록 형성되고, 상기 복수의 방열판(100)은 방열판(100) 사이에 마련된 간극부재(200)에 의해 일정 간극(S)이 유지될 수 있도록 하되,
   상기 간극부재(200)는 복수의 방열판(100) 중 어느 하나에 해당하는 방열판(100)의 다이오드 삽입홀(20)을 버링(burring)가공하여 자체적으로 방열판(100)에서 삽입부(220)가 일체로 돌출형성되고, 상기 삽입부(220)는 다른 방열판(100)의 다이오드 삽입홀(20)에 압입되어 간극이 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 히트싱크 구조
   
   
6. 삭제

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