KR19980027427U - 차량용 교류발전기의 스테이터 코일 고정용 웨지 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 교류발전기의 스테이터 코일 고정용 웨지구조에 관한 것으로, 종래에는 스테이터 티스의 끝단과 웨지 사이에 단차가 존재하여 고속으로 회전되는 로터에 의해 발생되는 공기유동이 불규칙한 흐름으로 되어 소음을 발생시키는 문제가 있었다.

따라서 본 고안은 스테이터 코일 고정용 웨지의 형상을 개선하여 스테이터 티스의 끝단과 웨지의 바깥면이 일치하도록 함으로써 스테이터와 로터 사이의 공기유동을 원활하게하여 고속으로 회전되는 교류발전기의 풍소음을 줄일 수 있는 유용한 것이다.

Description

차량용 교류발전기의 스테이터 코일 고정용 웨지

본 고안은 차량용 교류발전기에 관한 것으로, 스테이터 티스의 끝단부와 웨지의 바깥면을 일치시킨 스테이터 코일 고정용 웨지구조에 관한 것이다.

자동차에는 기관의 기동장치나 점화장치의 전장품을 비롯하여 램프류, 에어컨장치 등 많은 전기장치가 있으며, 이러한 전기장치에 전력을 공급하는 전원으로 축전지와 발전기가 있다. 발전기는 벨트로 기관과 연결되어 구동되며, 그 발전량은 기관의 회전수에 따라 다르고 발전량이 부하량보다 적은 경우에는 축전지가 전원이 되어 일시 방전한다. 그리고 발전량이 부하량보다 많은 경우에는 발전기만으로 모든 전기장치에 전력을 공급하고, 축전지도 발전기에 의해서 충전된다.

이러한 차량용 발전기에는 발생되는 전류의 파형에 따라 직류 발전기와 교류발전기로 대별되는 바, 본 고안은 교류발전기에 대한 것이다.

도 1은 종래의 차량용 교류발전기의 동작 원리를 보인 부분단면도이다.

도시된 바와 같이, 교류발전기는 대략, 로터(40), 스테이터(50), 발전기 풀리(70), 냉각팬(60) 그리고 발전기 커버(80) 등의 주요 구성부재로 구성되어 있으며, 벨트를 통해 크랭크축 풀리(미도시 됨)와 연결된 발전기 풀리(70)의 구동력으로 회전하는 로터(40)와 발전기 커버(80)에 고정된 스테이터(50) 및 스테이터 코일(30)에 의해 전기를 얻는 구조로 되어 있다.

즉, 로터(40)를 자화시켜 스테이터(50)와의 상호작용에 의해서 발전하여 자동차의 전기장치와 축전지에 전기를 공급한다.

한편, 냉각팬(60)은 로터(40)의 회전으로 발전기 내,외측의 압력차에 의해 발전기 내부로 유입되는 공기를 유도하여 스테이터 코일(30) 및 발전기의 각 내부구성부품을 냉각시키는 역할을 한다.

한편, 도 2는 종래의 스테이터 코일 고정용 웨지가 장착된 교류발전기의 내부를 보인 부분단면도로서, 미도시된 발전기 커버 내측면에 원통형상의 스테이터(50)가 고정되며, 스테이터(50) 내부에는 다수의 극을 갖는 로터(40)가 회전가능하게 설치되어 있다.

여기서, 고정된 스테이터(50)와 회전되는 로터(40)는 약 0.3∼04 mm의 간극을 유지하고 있다.

스테이터(50)의 내측면에는 다수개의 스테이터 티스(Stator Teeth)(20)가 원통형상의 중심을 향해 돌출되어 형성되며, 각각의 스테이터 티스(20)에는 스테이터 코일(Stator Coil)(30)이 감겨져 있으며, 이 스테이터 코일(30)이 밖으로 벗겨지는 것을 방지하기 위해 쐐기 역할을 하는 웨지(Wedge)(10)가 삽입되어 있다.

그런데 이와같은 종래의 스테이터 코일(30)을 고정시키기 위한 웨지(10)의 조립구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 스테이터 티스(20)의 끝단부와 소정의 단차가 존재하는 반면에 스테이터 티스(20)와 로터(40) 사이의 거리는 위에서 언급한 바와 같이 매우 좁아 로터(40)가 고속으로 회전하게되면 냉각팬에 의해 유입되는 공기의 흐름이 단차부에서 꺽여 화살표로 표시되는 것과 같은 불규칙한 흐름을 갖게된다.

이와같은 유입공기의 불규칙한 흐름은 교류발전기 작동시 풍소음을 발생시키는 문제를 파생시킨다.

본 고안은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수개의 스테이터 티스의 끝단부와 웨지의 바깥면이 일치되도록 웨지의 형상을 개선하여 유입공기의 유동을 원활하게 함으로써 교류발전기의 소음을 줄일 수 있는 차량용 교류발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은 스테이터 티스에 감겨진 스테이터 코일이 로터측으로 돌출되는 것을 방지하기 위해 설치되는 스테이터 코일 고정용 웨지에 있어서, 상기 웨지의 바깥면이 스테이터 티스의 끝단부들과 일치되도록 형성되는 차량용 교류발전기의 스테이터 코일 고정용 웨지를 제공한다.

도 1은 종래의 차량용 교류발전기의 동작원리를 보인 부분단면도.

도 2은 종래의 웨지가 장착된 교류발전기의 내부를 보인 부분단면도.

도 3은 본 발명에 따른 웨지의 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 웨지가 장착된 교류발전기의 내부를 보인 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

10 ; 웨지 20 ; 스테이터 티스

22 ; 걸림턱 30 ; 스테이터 코일

40 ; 로터 50 ; 스테이터

60 ; 냉각팬

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 스테이터 코일 고정용 웨지를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 웨지가 장착된 교류발전기의 내부를 보인 부분단면도이다.

본 고안의 일실시예에 따른 웨지(10)는 스테이터 티스(20)와 이웃하는 스테이터 티스(40) 사이의 끝단부에 삽입되는 부재로서, 스테이터 코일(30)이 로터(40)측 방향으로 벗어나는 것을 차단하는 역할을 한다.

스테이터 티스(20)의 끝단부는 웨지(10)의 고정을 위해 양측부에 걸림턱(22)이 형성되어 있으며, 웨지(10)의 양측부는 이에 대응되는 형상으로 이루어져 걸림턱(22)과 결합하여 견고게 고정된다.

복수개의 스테이터 티스(20)는 원통형상의 스테이터(50)의 내측면에 방사형으로 형성된 것으로, 이웃하는 스테이터 티스(20)의 끝단부를 가상의 연장선으로 연결하면 소정의 곡률을 내접원을 형성한다.

따라서, 웨지(10)의 바깥면 또한 스테이터 티스(20)의 끝단부의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성시켜 스테이터 티스(20)의 끝단부와 웨지(10)의 바깥면이 서로 일치되도록 한다.

이하 본 고안의 일실시예에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

자동차의 크랭크축 풀리의 구동에 의해 교류발전기를 작동시키면 로터(40)가 고속으로 회전되면서 스테이터(50)와의 전자기적 유도작용에 의해 발전이 이루어져 자동차의 전기장치와 축전지에 전기를 공급한다.

한편, 발전되지 못한 에너지는 열에너지로 전환되어 교류발전기 내부의 온도를 상승시키게 되며, 로터(40)의 회전으로 교류 발전기 내부는 외부에 대해 부압을 형성하며, 냉각팬(60)은 유입되는 공기의 흐름을 일방향으로 유도하여 스테이터 코일(30) 및 교류발전기 내부의 구성부품을 냉각시키는 역할을 한다.(도 1 참조)

이때, 스테이터 티스(20)의 끝단부와 웨지(10)가 동일한 곡률로 일치되어 있으므로 로터(40)와 균일한 간격을 유지할 수 있어 유입된 공기의 흐름은 안정된 상태로 흐를 수 있게 되어 소음발생을 억제하게 된다.

이상, 상기 내용은 본 고안의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 고안의 당업자는 본 고안의 요지를 변경시킴이 없이 본 고안에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

따라서 본 고안에 따르면 스테이터 티스의 끝단부와 웨지의 바깥면을 일치시켜 스테이터와 로터의 간극을 일정하게 유지시킴으로써 유입공기의 흐름에 따른 소음을 저감하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 스테이터 티스에 감겨진 스테이터 코일이 로터측으로 돌출되는 것을 방지하기 위해 설치되는 스테이터 코일 고정용 웨지에 있어서,

   상기 웨지의 바깥면이 스테이터 티스의 끝단부들과 일치되도록 형성되는 차량용 교류발전기의 스테이터 코일 고정용 웨지.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 웨지의 양측부가 스테이터 티스의 끝단부의 양측부에 형성된 걸림턱과 대응되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 스테이터 코일 고정용 웨지.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 웨지의 바깥면이 스테이터 티스의 끝단부의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기의 코일 코정용 웨지