KR20010014727A

KR20010014727A - 차량용 교류발전기

Info

Publication number: KR20010014727A
Application number: KR1020000019283A
Authority: KR
Inventors: 히라이고오이치; 아다치가쓰미
Original assignee: 다니구찌 이찌로오; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤; 기타오카 다카시
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-02-26
Also published as: GB2352880A; JP3983426B2; GB2352880B; US6232683B1; GB0000201D0; KR100363815B1; FR2797112A1; JP2001045726A; FR2797112B1

Abstract

본 발명은 다이오드의 냉각효율이 향상되는 차량용 교류발전기를 얻는 것이다. 본 발명의 차량용 교류발전기는 핀(24b)에 대향한 리어브래킷(50)의 베어링 수납부(51)의 외주부의 부위에 개구부 A로 부터의 외기를 히트싱크 본체(24a)측에 안내하는 두꺼운 안내부(52)가 형성되어 있다.

Description

차량용 교류발전기{ALTERNATOR}

본 발명은 회전자에 고정된 팬의 회전으로 브래킷의 개구부로 부터 흡입되는 외기에 의해 냉각되는 정류기를 구비한 교류발전기에 관한 것이다.

도 9는 종래의 차량용 교류발전기의 단면도, 도 10은 도 9의 정류기의 사시도, 도 11은 도 9의 베어링 수납부이다.

이 차량용 교류발전기는 알루미늄재의 리어브래킷(1) 및 프론트 브래킷(2)으로 부터 구성된 케이스(3)와, 제1의 브래킷인 리어브래킷(1)의 베어링 수납부(30)에 감착된 제1의 베어링(31) 및 제2의 브래킷인 프론트 브래킷(2)의 베어링 수납부 (32)에 감착된 제2의 베어링(33)에 의해 회전이 자유롭게 지지되고 있는 동시에 일단부에 풀리(4)가 고정된 샤프트(6)와, 이 샤프트(6)에 고정된 랜들형의 회전자(7)와 케이스(3)내의 내벽면에 고정된 스테이터(8)와, 샤프트(6)의 타단부에 고정되어 회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링(9)와 슬립링(9)에 접동하는 한쌍의 브러시 (10)와, 이 브러시(10)를 수납한 브러시 홀더(11)와 스테이터(8)에 전기적으로 접속된 스테이터(8)에서 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)와, 브러시 홀더 (11)에 감착된 히트싱크(17)와, 이 히트싱크(17)에 접착되어 스테이터(8)에서 발생한 교류전압을 조정하는 레귤레이터(18)를 구비하고 있다.

회전자(7)는 전류를 흘려서 자속을 발생하는 회전자 코일(13)과, 회전자 코일 (13)을 덮고 설치되고 그 자속에 의해 자극이 형성되는 폴코어(14)를 구비하고 있다.

폴코어(14)는 한쌍의 교호로 맞물린 제1의 폴코어체(21) 및 제2의 폴코어체 (22)로 구성되어 있다. 제1의 폴코어체(21) 및 제2의 폴코어체(22)의 축방향 단면에는 냉각용의 원심팬(5)이 용접되어 있다.

스테이터 코어(15)와, 이 스테이터 코어(15)에 도선이 감겨 회전자(7)의 회전에 따라 회전자 코일(13)로 부터의 자속의 변화로 교류가 생기는 스테이터 코일 (16)을 구비하고 있다.

정류기(12)는 원호 대상의 히트싱크 본체(24a) 및 이 히트싱크 본체(24a)의이면에 입설된 여러개의 핀(24b)으로 구성된 정극측 히트싱크(24)와, 이 정극측 히트싱크 본체(24a)의 표면에 납땜으로 고정되어 수지몰드로 형성된 4개의 정극측 다이오드(23)와, 리어 브래킷(1)에 고정되어 어스된 원호대상의 부극측 히트싱크(26)와, 이 부극측 히트싱크(26)에 납땜으로 고정되어 수지몰드로 형성된 4개의 부극측 다이오드(25)와, 각각의 다이오드(23),(25)와, 스테이터 코일(16)을 전기적으로 접속하는 써키드 보드(27)를 구비하고 있고 스테이터(8)에서 생긴 3상 교류를 직류로 정류하고 있다.

정극측 히트싱크(24)와, 부극측 히트싱크(26)와는 샤프트(6)의 반경방향으로 평면상으로 배치되고, 케이스(3)내에 수납되어 있다. 정극측 히트싱크(24) 및 부극측 히트싱크(26)은 열전도 효율이 높은 알루미늄으로 구성되어 있다.

상기 구성의 차량용 교류발전기에서는 배터리(도시않음)로 부터 브러시(10), 슬립링(9)을 통해서 회전자 코일(13)에 전류가 공급되어서 자속이 발생하는 한편 엔진에 의해 폴리(4)는 구동되고 샤프트(6)에 의해 회전자(7)가 회전하므로 스테이터 코일(16)에는 회전자계가 부여되고 스테이터 코일(16)에는 기전력이 생긴다.

이 교류의 기전력은 정류기(12)의 정극측 다이오드(23), 부극측 다이오드 (25)를 통해서 직류로 정류되는 동시에 레귤레이터(18)에 의해 그 크기가 조정되어서 배터리에 충전된다.

회전자 코일(13), 스테이터 코일(16), 정극측 다이오드(23), 부극측 다이오드(25), 레귤레이터(18)는 교류기 발전중 항상 발열해 있다.

그리고, 예를들어 정격출력 전류 100A 클래스의 교류 발전기에서 온도적으로 높은 회전수에서는 회전자 코일(13)에서는 60W, 스테이터 코일에서는 500W, 정극측 다이오드(23) 및 부극측 다이오드(25)의 합계에서는 120W, 레귤레이터(18)에서는 6W의 발열량이 있다.

과도한 발열은 교류발전기의 성능을 악화 시키고 또 부품의 수명을 저하 시키게 된다.

이 때문에 회전자(7)의 회전과 더불어 팬(5)이 회전하고, 이 회전에 의해 케이스(3)의 개구부 A1,A2로 부터 케이스(3)내에 유입한 외기는 도 9의 화살표 α,β로 표시하는 바와같이 흐르고 정극측 히트싱크(24), 정극측 다이오드(23)를 주로 냉각하고 있다.

이 외기는 그후 팬(5)에 의해 반경 외측방향으로 흐르고 리어측의 스테이터 코일(16)의 엔드부를 냉각하고 개구부 B로부터 밖으로 방출된다.

또 팬(5)의 회전에 의해 개구부 C로부터도 케이스(3)내로 외기가 유입하고 그 외기는 도 9의 화살표 γ로 표시하는 바와 같이 흐르고 레귤레이터(18)의 파워 트랜지스터를 냉각하고 있다. 그 외기는 그후 팬(5)에 의해 반경 외측 방향으로 흐르고 리어측의 스테이터 코일(16)의 엔드부를 냉각하고 개구부 D로부터 외부로 방출된다.

마찬가지로 프론트 브래킷(2)의 개구부 E로부터 유입한 외기는 팬(5)에 의해 반경 외측 방향으로 흐르고 프론트측의 스테이터 코일(16)의 엔드부를 냉각하고 있다. 이 외기는 그후 개구부 F로부터 케이스(3)의 외부로 방출된다.

상기 구성의 차량용 교류발전기에서는 케이스(3)의 개구부(A1)으로부터 케이스(3)내로 유입한 외기는 베어링 수납부(30)의 주벽면(30a)을 따라 축선방향으로 흐르고 그후 반경 외측방향으로 흐르고 있는 정극측 히트싱크(24)에 충돌하는 량이 적고 정극측 다이오드(23)의 냉각에 별로 기여하지 않고 정극측 다이오드(23)의 냉각효율이 나쁘다는 문제점이 있었다.

또, 그 외기는 베어링 수납부(30)의 만곡상태의 주벽면(30a)의 축선방향을 따라 흐르고 있고, 주벽면(30a)의 표면적이 작으므로 제1의 베어링(31)의 온도가 상승하고 제1의 베어링(31)의 수명이 짧다는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하는 것을 과제로 하는 것으로 다이오드가 효율좋게 냉각되고, 또 베어링의 온도 상승을 억제한 교류발전기를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 관한 교류발전기는 핀에 대향한 제1브래킷의 베어링 수납부의 외주부의 부위에 개구부로 부터의 외기를 히트싱크 본체쪽으로 안내하는 두꺼운 안내부를 형성한 것이다.

본 발명의 청구항 2에 관한 교류발전기는 제1의 브래킷의 베어링 수납부의 외주부에 여러개의 수납부 핀을 설치한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 교류발전기의 요부 단면도,

도 2는 도 1의 베어링 수납부의 사시도,

도 3은 도 1의 리어브래켓의 정면도,

도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 차량용 교류발전기의 요부 단면도,

도 5는 도 4의 베어링 수납부의 사시도,

도 6은 도 4의 리어브래킷의 정면도,

도 7은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 차량용 교류발전기의 요부 단면도,

도 8은 도 7의 베어링 수납부의 사시도,

도 9는 종래의 차량용 교류발전기의 정 단면도,

도 10은 도 9의 정류기의 사시도,

도 11은 도 9의 베어링 수납부의 사시도,

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3 : 케이스 5 : 팬 6 : 샤프트

7 : 회전자 8 : 스테이터 23 : 정극측 다이오드

24 : 히트싱크 24a : 히트싱크 본체 24b : 핀

31 : 제1의 베어링 50,60,70 : 리어브래킷

51,61,71 : 베어링 수납부 62,73 : 수납부 핀

52,72 : 안내부

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1의 차량용 교류발전기의 요부 단면도, 도 2는 도 1의 요부 사시도, 도 3은 도 1의 리어 브래킷의 정면도이다.

이 차량용 교류발전기는 알루미늄재의 리어브래킷(50) 및 프론트 브래킷(2)으로 구성된 케이스(3)과 제1의 브래킷인 리어브래킷(50)의 베어링 수납부(51)에 감착된 제1의 베어링(31) 및 제2의 브래킷인 프론트 브래킷(2)의 베어링 수납부 (32)에 감착된 제2의 베어링(33)에 의해 회전이 자유롭게 지지되어 있는 동시에 일단부에 폴리(4)가 고정된 샤프트(6)와, 이 샤프트(6)에 고정된 랜돌형의 회전자(7)와 케이스(3)내의 내벽면에 고정된 스테이터(8)과, 샤프트(6)의 타단부에 고정되어 회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링(9)에 접동하는 한쌍의 브러시(10)와, 이 브러시(10)를 수납한 브러시 홀더(11)와, 스테이터(8)에 전기적으로 접속되고 스테이터 (8)에서 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)와, 브러시 홀더(11)에 감착된 히트싱크(17)와, 이 히트싱크(17)에 접착되고 스테이터(8)에서 생긴 교류 전압을 조정하는 레귤레이터(18)를 구비하고 있다.

회전자(7)는 전류를 흘려서 자속을 발생하는 회전자 코일(13)과 회전자 코일 (13)을 덮고 설치되어 그 자속에 의해 자극이 형성하는 폴코어(14)를 구비하고 있다. 폴코어(14)는 한쌍의 교호로 맞물린 제1의 폴코어체(21) 및 제2의 폴코어체 (22)로 구성되어 있다. 제1의 폴코어체(21) 및 제2의 폴코어체(22)의 축방향 단면에는 냉각용의 원심팬(5)이 용접되어 있다.

스테이터(8)는 스테이터 코어(15)와 스테이터 코어(15)에 도선이 감겨 회전자(7)의 회전에 따라 회전자 코일(13)로 부터의 자속의 변화로 교류가 생기는 스테이터 코일(16)을 구비하고 있다.

정류기(12)는 원호상의 히트싱크 본체(24a) 및 히트싱크 본체(24a)의 이면에 설치된 여러개의 핀(24b)로 구성된 정극측 히트싱크(24)와, 이 정극측 히트싱크 본체(24a)의 표면에 납땜으로 고정되어 수지몰드로 성형된 4개의 정극측 다이오드 (23)와, 리어브래킷(1)에 고정되고 어스된 원호대상의 부극측 히트싱크(26)와, 이 부극측 히트싱크(26)에 납땜으로 고정되고 수지몰드로 성형된 4개의 부극측 다이오드(25)와, 각각의 다이오드(23),(25)와 스테이터 코일(16)을 전기적으로 접속하는 서키트 보드(27)를 구비하고 있고 스테이터(8)에서 생긴 3상 교류를 직류로 정류하고 있다.

정극측 히트싱크(24)와 부극측 히트싱크(26)는 샤프트(6)의 반경방향에 거의 평면상으로 배치되고 케이스(3)내에 수납되어 있다.

정극측 히트싱크(24) 및 부극측 히트싱크(26)는 열전도율이 높은 알루미늄으로 구성되어 있다.

제1의 브래킷인 브래킷(50)은 원호대상의 정극측 히트싱크 본체(24a)의 정면에 여러개의 개구부 A가 형성되어 있다.

핀(24b)에 대향한 리어브래킷(50)의 베어링 수납부(51)의 외주부의 부위에는 개구부(A)로 부터의 외기를 히트싱크 본체(24a)측에 두꺼운 안내부(52)가 형성되어 있다. 이 리어브래킷(50) 및 프론트 브래킷(2)은 알루미늄 다이캐스트로 형성되어 있다.

상기 구성의 차량용 교류발전기에서는 회전자(7)의 회전과 함께 팬(5)이 회전하고 이 회전에 의해 리어브래킷(50)의 개구부(A)로 부터는 외기가 도1의 화살표 δ로 표시하는 바와 같이 흐르고 정극측 히트싱크(24), 정극측 다이오드(23)를 냉각하고 있다.

그 외기는 그 후 팬(5)에 의해 반경 외측방향으로 흐르고 리어측의 스테이터 코일(16)의 엔드부를 냉각하고 외기로 방출한다.

이와같이 베어링 수납부(51)의 안내부(52)에 의해 대량의 외기가 정극측 히트싱크(24)측에 안내되므로 정극측 다이오드(23)가 효율좋게 냉각된다.

또, 개구부 A는 히트싱크 본체(24a)의 정면에 형성되어 있으므로 외기가 히트싱크 본체(24a)에 직접 충돌하는 량도 커지고 그 만큼 정극측 다이오드(23)가 효율좋게 냉각된다.

실시의형태 2.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 2의 차량용 교류발전기의 요부 단면도, 도 5는 도 4의 요부 사시도, 도 6은 도 4의 리어브래킷의 정면도이다.

이 실시의 형태 2에서는 리어브래킷(6)은 원호 대상의 정극측 히트싱크 본체(24a)에 대향해서 여러개의 개구부 A가 형성되어 있다.

핀(24b)에 대향한 리어브래킷(60)의 베어링 수납부(61)의 외주부의 부위에는 반경 방향으로 뻗은 여러개의 수납부 핀(62)이 형성되어 있다. 수납부 핀(62)의 본수는 정극측 히트싱크(24)의 핀(24b)의 본수의 반이다.

이 실시의 형태 2에서는 회전자(7)의 회전과 함께 팬(5)가 회전하고 이 회전에의해 리어브래킷(60)의 개구부 A로 부터의 외기가 도 4의 화살표 η로 표시하는 바와 같이 흐르고 정극측 히트싱크(24), 정극측 다이오드(23)를 냉각하고 있다.

이와같이 베어링 수납부(61)에는 수납부 핀(62)이 형성되어 있고, 그 외주 표면적이 증대해 있고 제1의 베어링(31)의 열은 효율좋게 방출되고, 제1의 베어링 (31)의 냉각효율이 향상된다.

또 수납부 핀(62)은 베어링 수납부(61)의 축선에 따른 외기의 흐름에 대한 저항으로 작용하고 이는 보다 많은 외기가 정극측 히트싱크(24)측에 안내하게 되어 정극측 다이오드(23)의 냉각 효율도 향상된다.

실시의 형태 3.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 3의 차량용 교류발전기의 요부 단면도, 도 8은 도 7의 요부 사시도이다.

이 실시의 형태 3에서는 리어브래킷(70)은 원호 대상의 정극측 히트싱크 본체(24a)에 대향해서 여러개의 개구부 A가 형성되어 있다.

리어브래킷(70)의 베어링 수납부(71)의 주벽면에는 외측 반쪽에서는 두께의 안내부(72)가 형성되고 내측 반쪽에서는 반경방향으로 연장된 다수의 수납부핀 (73)이 형성되어 있다.

안내부(72) 및 수납부 핀(73)은 핀(24b)에 대향해서 설치되어 있다. 핀(73)의 개수는 정극측 히트싱크(24)의 핀(24b)의 개수의 반이다.

이 실시의 형태 3에서는 회전자(7)의 회전과 함께 팬(5)이 회전하고 이 회전에 의해 리어브래킷(70)의 개구부 A로부터는 외기가 도 7의 화살표 ε으로 표시하는 바와 같이 흐르고 정극측 히트싱크(24), 정극측 다이오드(23)를 냉각하고 있다.

이와같이 베어링 수납부(71)에 안내부(72)가 형성되어 있으므로 그 안내부 (72)에 의해 대량의 외기가 정극측 히트싱크(24)에 안내되고, 정극측 다이오드(23)가 효율좋게 냉각된다.

또, 베어링 수납부(71)에는 수납부 핀(73)이 형성되어 있으므로 그 외주 표면적이 증대되어 있고, 제1의 베어링(31)의 열은 효율좋게 방출되고, 제1의베어링 (31)의 냉각 효율도 향상된다.

또 상기한 각 실시의 형태에서는 차량용 교류발전기에 대해 설명 하였으나 그 이외의 교류발전기에도 이 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또, 반경 내측에 부극측 다이오드를 배치하고 반경 외측에 정극측 다이오드를 배치한 차량용 교류발전기에 대해서도 이 발명이 적용된다.

이상 설명한바와 같이 본 발명의 청구항 1에 관한 교류발전기에 의하면 핀에대향한 제1의 브래킷의 베어링 수납부의 외주부의 부위에 개구부로 부터의 외기를 히트싱크 본체측으로 안내하는 두꺼운 안내부를 형성 하였으므로 히트싱크 본체에 많은 외기가 흘러 히트싱크 본체에 고정된 다이오드의 냉각효율이 향상된다.

또, 본 발명의 청구항 2에 관한 교류발전기에 의하면 제1의 브래킷의 베어링 수납부의 외주부에 여러개의 수납부 핀을 설치 하였으므로 그 외주 표면적이 증대하고 제1의 베어링의 열은 효율좋게 방출되고 제1의 베어링은 장기에 걸쳐 사용할 수 있다.

Claims

제1의 브래킷 및 제2의 브래킷으로 된 케이스와 일단부가 상기 제1의 브래킷 (1)의 베어링 수납부에 설치된 제1의 베어링에 회전이 자유롭게 지지되고, 타단부가 상기 제2의 브래킷의 베어링 수납부에 설치된 제2의 베어링에 회전이 자유롭게 지지된 샤프트와, 이 샤프트에 고정된 회전자와, 상기 케이스의 내벽면에 고정된 스테이터 코어 및 이 스테이터 코어에 도선이 감겨서 구성된 스테이터 코일로 된 스테이터와, 상기 케이스내에 설치되어 있는 동시에 상기 스테이터 코일에 전기적으로 접속되어 스테이터 코일에서 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기와, 상기 회전자에 고정되어 회전자의 회전에 의해 상기 제1의 브래킷의 개구부로부터 외기를 흡입해서 상기 정류기를 냉각하는 팬을 구비하고, 상기 정류기는 히트싱크 본체의 이면에 핀이 설치된 히트싱크와, 히트싱크 본체의 표면에 여러개 고정시킨 다이오드를 갖고 있는 교류발전기로서 상기 핀에 대향한 상기 제1의 브래킷의 베어링 수납부의 외주부의 부위에 상기 개구부로 부터의 외기를 상기 히트싱크 본체측에 안내하는 두꺼운 안내부가 형성되어 있는 교류발전기.
제1의 브래킷 및 제2의 브래킷으로 된 케이스와, 일단부가 상기 제1의 브래킷(1)의 베어링 수납부에 설치된 제1의 베어링에 회전이 자유롭게 지지되고, 타단이 상기 제 2의 브래킷의 베어링 수납부에 설치된 제2의 베어링에 회전이 자유롭게 지지된 샤프트와, 이 샤프트에 고정된 회전자와, 상기 케이스의 내벽면에 고정된 스테이터 코어 및 이 스테이터 코어에 도선이 감겨서 구성된 스테이터 코일로 된 스테이터와, 상기 케이스내에 설치되어 있는 동시에 상기 스테이터 코일에 전기적으로 접속되어 스테이터 코일에서 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기와, 상기 회전자에 고정되어 회전자의 회전에 의해 상기 제1의 브래킷의 개구부로 부터 외기를 흡입해서 상기 정류기를 냉각하는 팬을 구비하고, 상기 정류기는 히트싱크 본체의 이면에 핀이 설치된 히트싱크와, 히트싱크 본체의 표면에 여러개 고정된 다이오드를 갖고 있는 교류발전기로서 상기 제1의 브래킷의 베어링 수납부의 외주부에는 다수개의 핀이 설치되어있는 교류발전기.