KR20010059216A

KR20010059216A - Alternator

Info

Publication number: KR20010059216A
Application number: KR1019990066606A
Authority: KR
Inventors: 김대운
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2001-07-06

Abstract

PURPOSE: An alternator has multiple pulley ratio system to decrease the pulley ratio over a certain rotation frequency. CONSTITUTION: An alternator comprises a housing(100), a rotary shaft(26) and a pulley(20). The rotary shaft(26) is rotatably installed on the housing(100). The pulley(20) has a main body(21) and a variable device. The main body(21) is fixedly installed on the rotary shaft(26). The variable device is installed to an intrusive groove formed on the outer diameter of the main body(21) and varies the outer diameter of the main body(21) where a belt(V) is installed by the rotation frequency of the main body(21). The diameter of the pulley(20) is varied by the centrifugal force and the pushing force of a spring(23).

Description

Alternator {ALTERNATOR}

본 발명은 알터네이터(alternator)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정 회전수 이상에서 풀리비가 낮아질 수 있도록 다중 풀리비 시스템을 구비한 알터네이터에 관한 것이다.The present invention relates to an alternator, and more particularly, to an alternator having a multiple pulley ratio system so that the pulley ratio can be lowered at a predetermined rotation speed or more.

일반적으로 자동차용 전원은 배터리를 사용하나 이 배터리는 충전을 하지 않고 사용하면 서서히 능력이 저하되어 결국은 사용 불능이 된다. 따라서 이 배터리는 사용할 때마다 가능한 신속하게 충전할 필요가 있다. 이러한 충전 조작은 자동적으로 또 적절히 하여 다른 전장품 부하에 배터리를 대신하여 전류를 공급하는 것이 충전 장치이며, 이 충전 장치 중 하나의 구성을 이루는 것이 알터네이터(또는제너레이터(generator))이다.In general, a car power source uses a battery, but if the battery is used without being charged, the battery gradually deteriorates and eventually becomes unusable. Therefore, the battery needs to be charged as quickly as possible every time it is used. Such charging operation is to automatically and appropriately supply a current in place of a battery to another electrical load, and a charging device constitutes one of these charging devices, which is an alternator (or generator).

이러한 알터네이터는 크랭크 풀리에 의해 V벨트로 구동되며 엔진 회전속도의 약 2배로 돌려지며, 이 알터네이터는 소형 및 경량으로 출력이 크고, 저속에서도 충전 성능이 뛰어나며, 소모부품이 적고 기계적 내구성이 뛰어나므로 고속 회전에 견딜 수 있도록 이루어져 있다.This alternator is driven by a crank pulley with a V-belt and is about twice the engine rotation speed.The alternator is small and light, with high output, excellent charging performance at low speeds, low parts consumption, and high mechanical durability. It is made to withstand rotation.

한편, 차량이 공회전 상태일 때는 엔진의 회전수가 너무 낮아 상기와 같은 알터네이터에서 발생하는 전하량만으로는 모든 부하에서 필요로 하는 양을 충족시킬 수 없는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 첫째, 공회전 rpm을 낮게 정하고 공회전시에 부족한 전류를 배터리로부터 끌어다 사용하는 방법이 있고, 둘째로는 공회전 rpm을 낮게 유지하지만 알터네이터의 풀리 직경을 줄여서 크랭크 풀리와의 풀리비를 크게 해주어서 알터네이터의 회전수를 높여주는 것이다. 이러한 방법은 첫 번째 방법과 알터네이터의 풀리 직경(풀리비)이 다르다는 차이도 있다. 그리고 세 번째 방법은 공회전 rpm을 높게 정하여 공회전 rpm시 알터네이터의 회전수를 충분히 높게 해주는 방법이다. 즉, 보통의 공회전 rpm이 750∼800rpm인데 반해, 이 경우에는 850rpm 이상으로 높게 정하는 것이다.On the other hand, when the vehicle is in the idling state, the engine speed is so low that only the amount of charge generated in the alternator can not meet the required amount at all loads. In order to solve this problem, first, there is a method of setting the idling rpm low and drawing the insufficient current during idling from the battery. It will increase the speed of alternator by making it bigger. This method differs from the first method in that the alternator pulley diameter (pulley ratio) is different. And the third method is to set the idling rpm high, the rotation speed of the alternator sufficiently at idling rpm. In other words, the normal idling rpm is 750 to 800 rpm, whereas in this case, it is set to be higher than 850 rpm.

그런데, 공회전 rpm시 부족한 전류를 배터리로부터 끌어다 쓰는 방법은 엔진의 공회전 rpm을 낮게 정해 놓아서 공회전 rpm시에 회전수가 충분하지 않아 필요로 하는 전하량보다 부족하여 배터리 전원을 사용하는 것인데, 이 경우 공회전 rpm이 낮아서 차량의 아이들 소음, 진동 특성이 우수한 반면, 배터리의 방전이 쉽게 된다. 즉, 이 방법은 차량의 NVH 성능을 알터네이터 충방전 성능보다 더 중요시하는경우이다.However, the method of drawing the insufficient current from the battery at the idling rpm is to set the engine's idling rpm low and use the battery power because it is not enough to charge the engine at the idling rpm. Low, the vehicle's idle noise, vibration characteristics are excellent, while the battery is easy to discharge. That is, this method is a case where the NVH performance of the vehicle is more important than the alternator charge / discharge performance.

그리고 공회전 rpm은 낮은 대신에 풀리비를 키워주는 방법은 알터네이터가 충분한 회전수를 얻어서 각 부하에서 원하는 전류를 충분히 공급해줄 수 있는 반면, 엔진 회전수가 3500rpm 이상으로 올라가면 풀리비가 큰 알터네이터는 풀리비가 작은 것에 소음 수준이 최고 5dB 정도 악화됨을 알 수 있다. 즉, 이 방법은 알터네이터의 충방전 성능을 차량의 NVH 성능보다 더 중요시한 경우이다.And the method of increasing the pulley ratio instead of low idling rpm is that the alternator gets enough rotation speed to supply the desired current at each load. It can be seen that the noise level deteriorates by up to 5 dB. In other words, this method is a case where the charge / discharge performance of the alternator is more important than the NVH performance of the vehicle.

또한 공회전 rpm을 높게 정하는 방법은 두 번째 방법의 장점과 동일하나, 공회전 rpm이 높기 때문에 아이들시 차량의 소음, 진동 특성이 악화된다는 점이다. 즉, 이 방법도 알터네이터의 충방전 성능을 차량의 NVH 성능보다 더 중요시하는 경우이다.In addition, the method of setting the idling rpm high is the same as the advantage of the second method, but the high idling rpm is that the noise and vibration characteristics of the vehicle when the idle is deteriorated. In other words, this method is also a case where the charge and discharge performance of the alternator is more important than the NVH performance of the vehicle.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 다중 풀리비 시스템을 구비하여 어느 회전수 이상에서는 풀리비를 낮출 수 있도록 한 알터네이터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an alternator having a multiple pulley ratio system to lower the pulley ratio at a certain rotation speed or more.

도 1은 본 발명에 따른 알터네이터에 채용된 풀리의 작동 상태를 나타내 보인 개략도.1 is a schematic view showing an operating state of a pulley employed in the alternator according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 알터네이터에 일부 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.Figure 2 schematically shows a part of the configuration of the alternator according to the present invention.

도 3 및 도 4는 도 3의 알터네이터 풀리의 작동 상태를 나타내 보인 도면.3 and 4 are views showing the operating state of the alternator pulley of FIG.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알터네이터는, 하우징과; 상기 하우징에 회전 가능하게 설치된 회전축과; 상기 회전축에 고정 설치된 본체와, 상기 본체의 외경에 소정 깊이로 인입 형성된 인입홈에 설치되어 상기 본체의 소정 회전수에 따라 벨트가 설치되는 상기 외경이 가변될 수 있는 가변수단이 구비된 풀리;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.The alternator of the present invention for achieving the above object, the housing; A rotating shaft rotatably installed in the housing; A pulley having a main body fixed to the rotating shaft and a variable means installed in an inlet groove formed at a predetermined depth in the outer diameter of the main body to vary the outer diameter at which the belt is installed according to a predetermined number of rotations of the main body; It is characterized by including.

본 발명에 있어서, 상기 가변수단은, 상기 인입홈에 적어도 하나 이상 설치된 스프링과; 상기 스프링에 지지되어 탄성되게 상기 인입홈에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 벨트를 지지하는 벨트 지지부재;를 포함하여 된다.In the present invention, the variable means, at least one spring installed in the retracting groove; And at least one belt support member installed in the inlet groove so as to be elastically supported by the spring to support the belt.

본 발명에 있어서, 상기 벨트 지지부재는 일정한 각도로 4개로 분리되어 수축 및 팽창 가능하게 설치된다.In the present invention, the belt support member is separated into four at a predetermined angle is installed so as to contract and expand.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 알터네이터는 풀리비가 가변되어 소정 회전수에서 풀리비가 낮아지도록 된 것으로 그 구성을 상술하기로 한다. 여기서는 일반적인 알터네이터의 구성은 생략하기로 하고, 본 발명에 따른 특징만을 상술하기로 한다.In the alternator according to the present invention, the pulley ratio is variable so that the pulley ratio is lowered at a predetermined rotation speed. Here, the configuration of the general alternator will be omitted, and only the features according to the present invention will be described in detail.

도 1에는 본 발명에 따른 알터네이터가 엔진에 채용된 상태를 개략적으로 나타낸 개략도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 알터네이터의 일부 구성이 도시되어 있다.1 is a schematic diagram schematically showing a state in which an alternator according to the present invention is employed in an engine, and FIG. 2 shows a part of the alternator according to the present invention.

도면을 각각 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 소정의 직경(d)을 갖는 크랭크 샤프트 풀리(10)와, 워터 펌프 풀리(30)와, 알터네이터의 풀리(20)가 하나의 벨트(V)에 연결되어 회전된다. 그리고 상기 벨트(V)의 장력을 유지해주는 텐셔너(tensioner)(50)가 설치되어 이루어진다.Referring to each of the drawings, as shown in FIG. 1, a crankshaft pulley 10 having a predetermined diameter d, a water pump pulley 30, and an alternator pulley 20 are provided with one belt V. FIG. Is rotated. And a tensioner (50) is provided to maintain the tension of the belt (V).

이와 같이 작동되는 알터네이터의 풀리(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(100)과, 상기 하우징(100)에 회전 가능하게 설치된 회전축(26)과, 상기 하우징(100)의 외부로 돌출된 회전축(26)에 고정 설치된 본체(21)와, 상기 본체(21)의외경에 소정 깊이로 인입 형성된 인입홈에 설치되어 상기 본체(21)의 소정 회전수에 따라 벨트(D)가 설치되는 외경이 가변될 수 있는 가변수단이 구비된 풀리(20)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the alternator pulley 20 is protruded out of the housing 100, a rotation shaft 26 rotatably installed in the housing 100, and the housing 100. The belt 21 is installed in the main body 21 fixed to the rotating shaft 26 and the inlet groove formed at a predetermined depth in the outer diameter of the main body 21 to install the belt D according to the predetermined number of rotations of the main body 21. It is configured to include a pulley 20 is provided with a variable means that the outer diameter can be varied.

상기 가변수단은, 상기 본체(21)의 인입홈에 적어도 하나 이상 설치된 스프링(23)과, 상기 스프링(23)에 지지되어 탄성되게 인입홈에 적어도 하나 이상 설치되어 상기 벨트(V)를 지지하는 벨트 지지부재(24)를 포함하여 구성된다.The variable means may include at least one spring 23 installed in the inlet groove of the main body 21 and at least one or more installed in the inlet groove elastically supported by the spring 23 to support the belt V. It comprises a belt support member 24.

그리고 상기 스프링(23)은 상기 본체(21)의 상기 인입홈에 일정 간격으로 4개가 설치되고, 마찬가지로, 상기 벨트 지지부재(24)는 일정한 각도로 4개로 분리되어 상기 스프링(23)의 작용에 따라 수축 및 팽창 가능하게 설치된다. 이때 상기 스프링(23)의 일단과 타단은 각각 상기 본체(21)와 상기 벨트 지지부재(24)에 용접되어 설치된다.In addition, four springs 23 are installed in the inlet grooves of the main body 21 at regular intervals. Similarly, the belt support members 24 are separated into four at regular angles to prevent the action of the springs 23. It is installed to contract and expand accordingly. At this time, one end and the other end of the spring 23 is installed by welding to the main body 21 and the belt support member 24, respectively.

또한 상기 인입홈의 입구에는 상기 가변수단이 상기 인입홈에 구속될 수 있도록 구속 돌기(22)가 형성된다.In addition, at the inlet of the inlet groove, a convex protrusion 22 is formed so that the variable means can be confined to the inlet groove.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 알터네이터의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 알터네이터의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.Referring to the action of the alternator according to the present invention having the configuration as described above are as follows. Here, the description of the operation of the general alternator is omitted, and only the operation according to the features of the present invention will be described.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 공회전시에는 직경 D1인 풀리(20)에는 엔진의 회전수가 증가하여 풀리(20)의 회전수가 증가함에 따라 원심력과 스프링(23)의 미는 힘에 의해서 직경은 D2가 되어 D1에서 D2로 서서히 연속적인 풀리(20) 직경의 변화를 일으키게 된다. 여기서 스프링(23)은 약간 압축된 상태로서 벨트(V)가 풀리(20)에 가하는 압축력이 커서 원심력만으로는 직경의 변화가 발생하기 어려워 이를 보완해준다.As shown in FIGS. 3 and 4, when the vehicle is idle, the engine speed is increased in the pulley 20 having a diameter D1 and the centrifugal force and the pushing force of the spring 23 are increased as the rotation speed of the pulley 20 increases. As a result, the diameter becomes D2, and gradually changes the diameter of the continuous pulley 20 from D1 to D2. Here, the spring 23 is slightly compressed, and thus the compression force applied to the pulley 20 by the belt V is large, and thus it is difficult to change the diameter only by the centrifugal force to compensate for this.

한편 풀리비가 변경되는 과정에서 벨트(V)의 장력을 관리해줄 필요가 있는데, 이는 도 1에 도시된 바와 같이, 텐셔너(50)에 의해 이루어진다.Meanwhile, it is necessary to manage the tension of the belt V in the process of changing the pulley ratio, as shown in FIG. 1, by the tensioner 50.

이와 같은 작동에 의해서 차량이 공회전을 하고 있을 때는 상기 크랭크 샤프트 풀리(10)와 알터네이터의 풀리(20)의 비가 d;D1로 큰 풀리비를 통해서 알터네이터에서 충분한 전류를 얻고, 공회전수를 높이지 않아도 되어 소음 및 진동 측면에서 이점이 있다. 그리고 차량이 공회전을 끝내고 운전을 시작하면 알터네이터의 회전수가 증가함에 따라 풀리비는 점점 낮아져서 결국 어느 시점에서는 d:D2에 도달하게 된다.When the vehicle is idling by such an operation, the ratio of the crankshaft pulley 10 to the alternator pulley 20 is d; There are advantages in terms of noise and vibration. When the vehicle finishes idling and starts driving, the pulley ratio decreases gradually as the alternator speed increases, eventually reaching d: D2 at some point.

그리고 상기 구속 돌기(22)에 의해 풀리(20)의 직경이 필요 이상으로 많이 변화하는 것을 방지하는 것은 물론, 이상 작동을 예방하며, 풀리비의 최저값과 최고값을 설정해준다.And the restraint projection 22 prevents the diameter of the pulley 20 from changing much more than necessary, as well as prevents abnormal operation, and sets the minimum value and the maximum value of the pulley ratio.

전술한 바와 같이, 공회전시 rpm은 낮아야 하고, 풀리비는 커야 하지만 엔진의 회전수가 올라가면 풀리비는 작아져야 한다. 따라서 어느 회전수 이상에서는 풀리비를 낮출 필요성이 제기되는데 이 문제를 다중 풀리비 시스템으로 간단하게 해결할 수 있다.As mentioned above, when idling, the rpm should be low and the pulley ratio should be large, but as the engine speed increases, the pulley ratio should be small. Therefore, it is necessary to lower the pulley ratio above a certain rotation speed, and this problem can be easily solved by a multiple pulley ratio system.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 알터네이터는 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the alternator according to the present invention has the following effects.

풀리비가 가변됨에 따라서 저소음, 저진동이 이루어질 수 있고, 충방전이 충족될 수 있다.As the pulley ratio is variable, low noise and low vibration can be achieved, and charging and discharging can be satisfied.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims

A housing;

A rotating shaft rotatably installed in the housing;

A pulley having a main body fixed to the rotating shaft and a variable means installed in an inlet groove formed at a predetermined depth in the outer diameter of the main body to vary the outer diameter at which the belt is installed according to a predetermined number of rotations of the main body; Alternator comprising a.

The method of claim 1, wherein the variable means,

At least one spring installed in the inlet groove;

And at least one or more belt support members installed in the inlet groove so as to be elastically supported by the springs to support the belts.

The method of claim 2,

The spring is alternator, characterized in that four are installed at a predetermined interval in the inlet groove of the main body.

The method of claim 2,

The belt support member is divided into four at a predetermined angle, characterized in that the alternator is installed so as to contract and expand.

The method of claim 2,

One end and the other end of the spring is characterized in that the welded to the body and the belt support member, respectively.

The method of claim 1,

And an inlet of the inlet groove is provided with a constraining projection so that the variable means can be constrained to the inlet groove.