KR20010095029A - 차량용 교류발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 리어측 팬의 능력을 프론트측 팬보다 크게 하고 또 프론트 측의 풍량보다 크게 해서 냉각효율을 높이는 동시에, 바람소리의 악화를 억제한 차량용 교류발전기를 얻는다.

리어측 팬(41)은 능력이 프론트측 팬(40)보다 크게 되도록 구성되어있다. 또 흡기공(1a)에서 흡입되고 그후 팬(40)에 의해 원심방향으로 구부려져서 배기공 (1b)으로부터 배출되는 냉각풍의 프론트측 통풍경로를 흐르는 풍량이 흡기공(2a)에서 흡입되고 그후 팬(41)에 의해 원심방향으로 구부려져서 배기공(2b)에서 배출되는 냉각풍의 리어측 통풍경로를 흐르는 풍량보다 많아지도록 구성되어있다.

Description

차량용 교류발전기{AUTOMOTIVE ALTERNATOR}

본 발명은 송풍수단을 구비한 차량용 교류발전기에 관한 것이다.

도 25는 종래의 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도, 도 26 및 도 27은 각각 종래의 차량용 교뷰발전기의 회전자에 적용되는 프론트측 및 리어측 팬을 표시하는 정면도이다.

이 차량용 교류발전기는 런델형의 회전자(7)가 알루미늄제의 프론트브래킷 (1) 및 리어브래킷(2)으로 구성된 케이스(3)내에서 샤프트(6)를 통해서 회전이 자유롭게 장착되고 고정자(8)가 회전자(7)의 외주측을 덮도록 케이스(3)의 내벽면에 고착되어 구성되어있다.

샤프트(6)는 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에 회전가능하게 지지되어있다. 이 샤프트(6)의 일단에는 풀리(4)가 고착되고 엔진의 회전토크를 밸트(도시않음)를 통해서 샤프트(6)에 전달되게 되어있다. 회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링(9)이 샤프트(6)의 타단부에 고착되고 한쌍의 브러시(10)가 이 슬립링(9)에 접하도록 케이스(3)내에 배치된 브러시홀더(11)에 수납되어있다. 고정자(8)에서 생긴 교류전압의 크기를 조정하는 레귤레이터(18)가 브러시홀더(11)에 감착된 히트싱크 (17)에 접착되어있다. 고정자(8)에 전기적으로 접속되고 고정자(8)에서 생긴 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)가 케이스(3)내에 장착되어있다.

회전자(7)는 전류를 흘려서 자속을 발생하는 회전자코일(13)과, 이 회전자코일(13)을 덮도록 설치되고 회전자코일(13)에서 발생된 자속에 의해 자극이 형성되는 한쌍의 런델형 폴코어(20),(21)로 구성된다. 한쌍의 폴코어(20),(21)는 철제로 각각 클로상자극(22),(23)이 외주연에 주방향으로 등각피치로 다수 설치되고 클로상자극(22),(23)을 맞물리도록 대향해서 샤프트(6)에 고착되어있다. 프론트측 및 리어측의 팬(5A),(5B)은 금속박판을 판금가공해서 제작되고 원환상의 팬기부(5a)와 팬기부(5a)의 외주연부에서 경방향 외측으로 연설된 다수의 블레이드저판(5b)과 각 블레이드저판(5b)의 외주연부를 구부려서 형성된 블레이드(5c)로 되어있다. 그리고 프론트측 및 리어측의 팬(5A),(5B)이 폴코어(20),(21)의 축방향의 양단면에 각각 고착되어있다.

고정자(8)는 고정자코어(15)와 이 고정자코어(15)에 도선을 권회해서 되고 회전자(7)의 회전에 따라 회전자(7)로부터의 자속의 변화로 교류가 생기는 고정자코일(16)로 구성되어있다. 그리고 고정자코어(15)에 권회된 권선의 일부가 고정자코어(15)의 축방향의 양단에 연재되고 프론트측 코일엔드군(16f) 및 리어측 코일엔드군(16r)을 구성하고 있다.

이와 같이 구성된 차량용 교류발전기에서는 전류가 배터리(도시않음)로부터 브러시(10) 및 슬립링(9)을 통해서 회전자코일(13)에 공급되고 자속이 발생된다. 이 자속에 의해 한쪽의 폴코어(20)의 클로상자극(22)이 N극에 착자되고 다른 쪽의 폴코어(21)의 클로상자극(23)이 S극에 착자된다. 한편, 엔진의 회전토크가 밸브 및 풀리(4)를 통해서 샤프트(6)에 전달되고 회전자(7)가 회전된다. 여기서 고정자코일(16)에 회전자계가 부여되고 고정자코일(16)에 기전력이 발생한다. 이 교류의기전력이 정류기(12)를 통해서 직류로 정류되는 동시에, 그 크기가 레귤레이터(18)에 의해 조정되고 배터리에 충전된다.

이 차량용 교류발전기에서는 회전자코일(13), 고정자코일(16), 정류기(12) 및 레귤레이터(18)는 발전중, 항상 발열하고 있고 정격 출력전류 100A클라스의 발전기에서는 온도적으로 높은 회전포인트에서 각각 60W, 500W, 120W 및 6W의 발생열력이 있다.

그래서 발전에 의해 발생하는 열을 냉각하기 위해, 흡기공(1a),(2a) 및 배기공(1b),(2b)가 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에 설치되어있다. 구체적으로는 도 25에 표시된 바와 같이 흡기공(1a),(2a)이 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)의 각각의 축방향면(단면)에 주방향으로 나란히 다수 설치되고, 배기공(1b),(2b)가 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)의 각각의 경방향면(측면)에 주방향으로 나란히 다수 설치되어있다.

리어측에서는 도 25중 화살표로 표시된 바와 같이 리어측의 팬(5B)의 회전에 의해 외기가 흡기공(2a)을 통해서 케이스(3)내에 흡입되어 정류기(12) 및 레귤레이터(18)를 냉각하고 계속해 팬(5B)에 의해 원심방향으로 구부려서 고정자코일(16)의 리어측 코일엔드군(16r)을 냉각하고 그후 배기공(2b)에서 외부로 배출된다. 한편, 프론트측에서는 도 25중 화살표로 표시된 바와 같이 프론트측의 팬(5A)의 회전에 의해 외기가 흡기공(1a)을 통해서 케이스(3)내에 흡입되어 계속해 팬(5A)에 의해 원심방향으로 구부려서 고정자코일(16)의 프론트측 코일엔드군(16f)을 냉각하고 그후 배기공(1b)에서 외부로 배출된다. 또 프론트측과 리어측과의 압력차에 기인해서 냉각풍이 회전자(7)내를 통해서 프론트측에서 리어측으로 흐르고 회전자코일 (13)을 냉각하고 있다.

이와 같이 구성된 종래의 차량용 교류발전기를 5000rpm의 회전속도로 운전했을 때의 각 통풍경로의 풍량은 프론트측의 흡입풍량 Qf_IN이 0.025㎥/s, 프론트측의 배출풍량 Qf_OUT이 0.02㎥/s, 리어측의 흡입풍량 Qr_IN이 0.03㎥/s, 리어측의 배출풍량 Qr_OUT가 0.035㎥/s, 프론트측에서 리어측으로 흐르는 풍량 Q_f→_r이 0.005㎥/s였었다.

이 종래의 차량용 교류발전기에서는, 리어측의 풍량이 프론트측의 풍량에 비해 크게 되도록 구성되어있다. 그래서 리어측에서는, 흡기공(2a)에서 유입된 다량의 냉각풍이 정류기(12)나 레귤레이터(18)를 냉각해서 더워진 후, 고정자코일(16)의 리어측 코일엔드군(16r)의 냉각에 제공되므로, 코일엔드군(16r)의 온도상승을 충분히 억제할 수 없었다. 한편, 프론트측에서는 흡기공(1a)에서 유입된 소량의 냉각풍이 고정자코일(16)의 프론트측 코일엔드군(16f)의 냉각에 제공되므로 코일엔드군(16f)의 온도상승을 충분히 억제할 수가 없었다. 즉 고정자코일(16)을 효과적으로 냉각할 수 있는 프론트측의 풍량이 적으므로, 전체로서 냉각효율이 저하해 버린다는 과제가 있었다.

여기서, 팬에 의해 발생하는 소리(SPL)는, SPL = K + 10 ·log(P^2.5×Q)로표시되고 작동점의 압력손실 P, 풍량 Q에 크게 영향된다. 또 K는 비소음레벨이고, 단위 압력, 풍량당의 소음이다.

또 압력손실(P), 풍량(Q) 및 통풍저항(r)의 관계는 일반적으로 P = r ×Q²로 표시된다.

그래서 동일 풍량의 경우, 통풍저항이 높을수록 압력손실이 과대해지고, SPL이 크게 악화하게 된다.

종래의 차량용 교류발전기에서는 상술한 바와 같이 통풍저항이 큰 리어측의 풍량이 프론트측에 비해 크게 되어있으므로, 소음이 커져버린다는 과제도 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 고정자코일의 코일엔드를 효과적으로 냉각할 수 있는 프론트측의 풍량을 리어측의 풍량에 비해 크게 해서 고정자코일을 충분히 냉각할 수 있게 해 또, 리어측의 송풍수단의 능력을 프론트측의 송풍수단의 능력보다 높혀서 리어측의 풍량을 확보하고, 정류기 및 레귤레이터를 충분히 냉각되도록 해서 전체로서 냉각효율을 높일 수가 있고 또 통풍저항이 적은 프론트측의 풍량저항이 큰 리어측의 풍량보다 크게 해서 소음을 저감할 수 있는 차량용 교류발전기를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 차량용 교류발전기는 프론트브래킷 및 리어브래킷에 지지된 샤프트에 고착되어 이 양브래킷내에 배치된 한쌍의 런델형 폴코어를 갖는 회전자와, 상기 양브래킷에 지지되어서 상기 회전자의 외주를 덮도록 배치된 고정자와 상기 샤프트의 프론트측에 고착된 풀리와, 상기 회전자의 리어측에 배치된 정류기를구비하고 상기 고정자는 홈방향을 축방향으로 하는 슬로트가 내주측으로 개구하도록 주방향으로 다수 설치된 원통상의 고정자코어와 소정의 권선구조를 구성하도록 상기 고정자코어에 권장된 고정자코일을 갖고 다수의 흡기공이 상기 양브래킷의 축방향면에 각각 설치되고 다수의 배기공이 상기 양브래킷의 경방향면에 각각 설치되고, 다수의 배기공이 상기 양브래킷의 경방향면에 각각 설치되고, 또, 송풍수단이 상기 회전자의 축방향의 양측에 각각 배치되어서 상기 송풍수단의 작동에 의해 냉각풍이 상기 흡기공에서 양브래킷내로 유입해서 상기 배기공에서 유출하는 통풍경로와, 냉각풍이 상기 회전자내를 통해서 프론트측과 리어측사이를 유통하는 통풍경로가 구성되어있는 차량용 교류발전기에서, 리어측의 상기 송풍수단의 능력이 프론트측의 상기 송풍수단의 능력보다 크고 또 프론트측의 흡입풍량이 리어측의 흡입풍량보다 크게 되어있다.

또 프론트측의 흡입풍량 및 배출풍량이 리어측의 흡입풍량 및 배출풍량보다 크게 되어있는 것이다.

또 프론트브래킷 및 리어브래킷에 지지된 샤프트에 고착되어 이 양브래킷내에 배치된 한쌍의 런델형 폴코어를 갖는 회전자와 상기 양브래킷에 지지되어서 상기 회전자의 외주를 덮도록 배치된 고정자와 상기 샤프트의 프론트측에 고착된 풀리와 상기 회전자의 리어측에 배치된 정류기를 구비하고 상기 고정자는 홈방향을 축방향으로 하는 슬로트가 내측으로 개구하도록 주방향으로 다수 설치된 원통상의 고정자코어와, 소정의 권선구조를 구성하도록 상기 고정자코어에 권장된 고정자코일을 소유하고, 다수의 흡기공이 상기 양브래킷의 축방향면에 각각 설치되고, 다수의 배기공이 상기 양브래킷의 경방향면에 각각 설치되고 또 송풍수단이 상기 회전자의 축방향의 양측에 각각 배치되어서 상기 송풍수단의 작동에 의해 냉각풍이 상기 흡기공에서 양브래킷내에 유입해서 상기 배기공에서 유출하는 통풍경로와 냉각풍이 상기 회전자내를 통해서 프론트측과 리어측과의 사이를 유통하는 통풍경로가 구성되어있는 차량용 교류발전기에서 리어측의 상기 송풍수단의 능력이 프론트측의 상기 송풍수단의 능력보다 크고, 또 프론트측의 배출풍량이 리어측의 배출풍량보다 크게 되어있는 것이다.

또 상기 회전자내를 통해서 프론트측과 리어측사이를 유통하는 통풍경로가 차단되어 있는 것이다.

또, 상기 송풍수단이 상기 런델형 폴코어 또는 팬이다.

또 프론트측의 상기 송풍수단이 상기 런델형 폴코어이고 리어측의 상기 송풍수단이 팬이다.

또 상기 송풍수단이 대략 원환상의 팬기부와, 이 팬기부의 외주연부로부터 경방향외측으로 연설된 다수의 블레이드저판과, 이 다수의 블레이드저판의 각각의 외주연부에 설치된 다수의 블레이드를 갖는 팬이다.

또, 리어측의 상기 팬의 블레이드매수가 프론트측의 상기 팬의 블레이드매수보다 많은 것이다.

또 리어측의 상기 팬의 최대 블레이드높이가 프론트측의 상기 팬의 최대 블레이드높이보다 높은 것이다.

또 리어측의 팬의 상기 블레이드저판이 상기 회전자의 인접하는 자극간의 골짜기부를 차폐하는 형상으로 형성되어있는 것이다.

또 리어측의 상기 팬의 상기 블레이드저판과 상기 회전자의 자극간의 골짜기부로 형성되는 공극을 막는 차폐판이 배치되어있는 것이다.

또 상기 고정자코일을 단척의 도체를 대략 U자상으로 성형해서 되는 코일세그먼트가 상기 고정자코어의 일단측에서 소정 슬로트수 떨어진 쌍을 이루는 각 슬로트쌍에 삽입되고 또 소정슬로트수 떨어진 슬로트의 상기 고정자코어의 타단측에서 연출되어서 주방향으로 굴곡된 상기 코일세그먼트의 개방단부끼리가 각각 접합되어서 상기 소정의 권선구조를 이루도록 구성된 것으로 상기 코일세그먼트의 U자상의 턴측에 의해 형성된 턴측 코일엔드가 주방향으로 배열되어서 턴측 코일엔드군을 구성하고 상기 코일세그먼트의 개방단부끼리의 접합측에 의해 형성된 접합측 코일엔드가 주방향으로 배열되어 접합측 코일엔드군을 구성하고 있는 것이다.

또 상기 고정자코일의 상기 접합측 코일엔드군이 프론트측에 배치되어있는 것이다.

또 상기 고정자코일은 다수의 권선을 연결해서 상기 소정의 권선구조를 이루도록 구성되고 상기 다수의 권선의 각각은 상기 슬로트내에 수납되는 다수의 직선부와 슬로트외에서 인접하는 이 직선부의 단부끼리를 연결하는 다수의 턴부로 구성되는 하나의 소선이 이 직선부를 소정 슬로트수 떨어진 상기 슬로트수 떨어진 상기 슬로트내에 슬로트 깊이방향에 관해 다른 층이 되도록 수납해서 상기 고정자코어에 권장되어 구성되고, 상기 턴부에 의해 형성된 코일엔드가 주방향에 배열되어서 상기 고정자코일의 양코일엔드군을 구성하고 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 팬의 송풍성능을 표시하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 고정자에 적용되는 코일세그먼트를 표시하는 사시도.

도 4는 코일세그먼트를 내장한 고정자를 표시하는 요부측면도.

도 5는 코일세그먼트를 내장한 고정자를 표시하는 요부측면도.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 관한 회전자를 표시하는 사시도.

도 7은 본 발명의 실시예 1에 관한 프론트측 팬을 표시하는 정면도.

도 8은 본 발명의 실시예 1에 관한 리어측 팬을 표시하는 정면도.

도 9는 본 발명의 실시예 2에 관한 회전자를 표시하는 단면도.

도 10은 본 발명의 실시예 3에 관한 회전자를 표시하는 사시도.

도 11은 본 발명의 실시예 4에 관한 프론트측 팬을 표시하는 정면도.

도 12는 본 발명의 실시예 4에 관한 리어측 팬을 표시하는 정면도.

도 13은 본 발명의 실시예 5에 관한 프론트측 팬을 표시하는 정면도.

도 14는 본 발명의 실시예 5에 관한 리어측 팬을 표시하는 정면도.

도 15는 본 발명의 실시예 6에 관한 리어측 팬의 장착상태를 표시하는 정면도.

도 16은 본 발명의 실시예 9에 관한 프론트측 폴코어를 표시하는 사시도.

도 17은 본 발명의 실시예 9에 관한 리어측 폴코어를 표시하는 사시도.

도 18은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기를 표시하는 요부단면도.

도 19는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자를 표시하는 사시도.

도 20은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자에서의 고정자코일을 구성하는 권선어셈블리를 표시하는 도면.

도 21은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자의 고정자코일을 구성하는 소선의 요부를 표시하는 사시도.

도 22는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자의 고정자코일을 구성하는 소선의 배열을 설명하는 도면.

도 23은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자의 고정자코일의 1상분의 결선상태를 설명하는 평면도.

도 24는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자의 회로도.

도 25는 종래의 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도.

도 26은 종래의 프론트측 팬을 표시하는 정면도.

도 27은 종래의 리어측 팬을 표시하는 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프론트브래킷 2 : 리어브래킷 4 : 풀리

6 : 샤프트 7 : 회전자 12 : 정류기

15,50 : 고정자코어 15b,50b : 슬로트 20,21: 폴코어(송풍수단)

22,23 : 클로상자극 22a,23a : 견부 30 : 코일세그먼트

30b : 턴부 30c : 개방단부 31 : 접합부

32 : 접합측 코일엔드군 33 : 턴측 코일엔드군

35,81 : 고정자 36,51 : 고정자코일

36f,51f : 프론트측 코일엔드군 36r,51r : 리어측 코일엔드군

40,40A,40B,40C,40D : 프론트측 팬(송풍수단)

40a : 팬기부 40b : 블레이드기판 40c : 블레이드

41,41A,41B,41C,41D,41E : 리어측 팬(송풍수단)

41a : 팬기부 41b : 블레이드저판 41c : 블레이드

42 : 차폐판 61 : 소선 61a : 턴부

61b : 직선부 62 : 제 1 권선 63 : 제 2 권선

64 : 제 3 권선 65 : 제 4 권선

이하 본 발명의 실시의 형태를 도면에 대해 설명한다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명에 관한 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도, 도 2는 본 발명에 관한 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 팬의 송풍성능을 표시하는 도면, 도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 고정자에 적용되는 고정자코일을 구성하는 대략 U자상의 코일세그먼트를 표시하는 사시도, 도 4는 코일세그먼트를 내장한 고정자를 표시하는 요부사시도이다. 또 각 도면에서 도 25에 표시한 종래의 차량용 교류발전기와 동일 또는 상당부분에는 동일부호를 부쳐서 그 설명은 생략한다.

각 도면에서, 송풍수단으로서의 프론트측 팬(40)이 회전자(7)의 폴코어(20)의 프론트측 단면에 고착되고 송풍수단으로서의 리어측 팬(41)이 회전자(7)의 폴코어(21)의 리어측 단면에 고착되어있다. 그리고 프론트측 팬(40)은 도 2중 곡선 A1의 송풍성능을 갖고 리어측 팬(41)은 도 2중 곡선 A2의 송풍성능을 갖고 있다. 즉 리어측 팬(41)에는 프론트측 팬(40)보다 능력이 큰 팬이 사용되고 있다. 또 팬의 능력이라는 것은 소정의 유량을 흘렸을 때의 팬의 통풍전후에서의 압력차의 대소를 말하고, 동일유량을 흘렸을 때에 큰 압력차를 발생할 만큼 능력이 높은 것이 된다.

고정자(35)는 고정자코어(15)와 고정자코일(36)로 구성되어있다. 고정자코어(15)는 원통상으로 성형되고 대략 장방형의 단면형상을 갖는 티스(15a)가 경방향내측으로 돌출하도록 주방향으로 등각피치로 다수 설치되고, 코일을 수용하는 슬로트(15b)가 티스(15a)간에 형성되어있다. 각 슬로트(15b)는 홈방향에 축방향과 평행이고 또 내주측에 개구하고 있다.

고정자코일(36)은 다수의 단척의 코일세그먼트(30)를 소정의 권선구조, 예를 들면 3상교류권선구조가 되도록 접속해서 구성되어있다. 이 코일세그먼트(30)는 절연피막이 피복된 단면구형의 동 등의 도체를 사용하고 한쌍의 직선부(30a)를 대략 V자상의 턴부(30b)로 연결되어서 되는 대략 U자상으로 성형되어있다.

또 코일세그먼트(30)는 미리 한쌍의 직선부(30a)간의 간격을, 3슬로트분의 간격에 맞추어 제작되어있다. 그리고 이 코일세그먼트(30)의 한쌍의 직선부(30a)를 각각 그 슬로트수 떨어진 쌍을 이루는 각조의 슬로트(15b)에 리어측에서 삽통하고 계속해, 프론트측으로 연출한 각 직선부(30a)의 연출부를 구부려, 그후 개방단부(30c)끼리를 접합해서 예를 들면 전체로서 1조의 3상교류권선을 이루도록 하고 있다. 또 그 슬로트수 떨어져 쌍을 이루는 슬로트의 조와는, 예를 들면 주방향의 첫번째의 슬로트와 4번째의 슬로트와의 조에 상당한다.

여기서 이들의 코일세그먼트(30)는 도 4에 표시된 바와 같이 턴부(30b)의 높이를 가지런히 해, 각조의 슬로트(15b)에 2개씩 리어측에서 삽입되어있다. 그리고, 각 슬로트(15b)에는 4개의 직선부(30a)가 구형단면의 길이방향을 경방향을 향해, 경방향에 1열로 나란히 수납되어있다. 또 각조의 슬로트(15b)에서는 하나의 코일세크먼트(30)가 한쪽의 슬로트(15b)의 외주측에서 첫번째의 위치와 다른 쪽의 슬로트(15b)의 외주측에서 2번째의 위치에 삽입되어 또다른 하나의 코일세그먼트 (30)가 한쪽의 슬로트(15b)의 외주측에서 세번째의 위치와 다른 쪽의 슬로트(15b)의 외주측에서 4번째의 위치에 삽입되어있다. 그리고, 슬로트(15b)의 외주측에서 첫번째의 위치에 삽입된 코일세그먼트(30)의 개방단부(30c)를, 2슬로트수 떨어진 슬로트(15b)의 외주측에서 2번째의 위치에 삽입된 다른 코일세그먼트(30)의 개방단부(30c)에 접합해서 외주측의 권선이 제작되어있다. 또, 슬로트(15b)의 외주측에서 세번째의 위치에 삽입된 코일세그먼트(30)의 개방단부(30c)를, 2슬로트수 떨어진 슬로트(15b)의 외주측에서 4번째의 위치에 삽입된 다른 코일세그먼트(30)의 개방단부(30c)에 접합해서 내주측의 권선이 제작되어있다. 그리고 외주측의 권선과 내주측의 권선이 직렬로 접속되어있다.

또, 코일세그먼트(30)의 개방단부(30c)끼리는, 경방향으로 겹쳐지고 아크용접에 의해 접합부(개방단부(30c)의 선단부)가 전체적으로 용융되어서 접합되어있다. 그리고 내주측의 권선에서 접합된 2개의 개방단부(30c)(접합부(31))와 외주측의 권선에서 접합된 2개의 개방단부(30c)(접합부(31))가 경방향으로 1열로 나란히 되어있다. 이로써, 코일세그먼트(30)의 접합부(31)측에 의해 구성되는 접합측 코일엔드(32a)가 주방향으로 2열로 배열되어 접합측 코일엔드군(32)을 구성하고 있다. 이때 접합되는 2개의 개방단부(30c)는 구형단면의 단면을 상대해서 경방향에 겹쳐지고, 아크용접에 의해 선단부전체를 용융되어 접합된다. 또 코일세그먼트 (30)의 턴부(30b)측에 의해 형성되는 턴측 코일엔드(33a)가 주방향으로 2열로 배열되어서 턴측 코일엔드군(33)을 구성하고 있다.

이와 같이 구성된 고정자(35)는, 코일세그먼트(30)의 개방단부(30c)를 접합해서 구성되는 접합측 코일엔드군(32)을 프론트측에 위치시켜 턴부(30b)에서 구성되는 턴측 코일엔드군(33)을 리어측에 위치시켜 차량용 교류발전기에 내장된다. 즉 고정자코일(36)의 접합측 코일엔드군(32)이 프론트측 코일엔드군(36f)에 상당하고 턴측 코일엔드군(33)이 리어측 코일엔드군(36r)에 상당하고 있다.

다음 이 실시의 형태 1에 의한 팬의 작동점에 대해 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2에서 A1은 프론트측 팬(40)의 송풍성능곡선을, A2는 리어측 팬(41)의 송풍성능곡선을, Rf는 프론트측의 통풍경로의 풍로압손곡선을, Rr은 리어측의 통풍경로의 풍로압손곡선을 각각 표시하고 있다.

도 2에서 프론트측 팬(40)의 작동점은 곡선 A1과 곡선 Rf와의 교점이 되고, 리어측 팬(41)의 작동점은 곡선 A2와 곡선 Rr의 교점이 된다. 즉 프론트측 팬(40)에 의해 풍량 Q3, 풍압 P3이 얻어지고, 리어측 팬(41)에 의해 풍량 Q2, 풍압 P2가 얻어진다. 또 Q2 ＜ Q3, P2 ＜ P3.

여기서, 흡기공(1a)에서 프론트브래킷(1)내로 유입하고, 팬(40)에 의해 원심방향으로 구부려지고, 그후 배기공(1b)에서 배출되는 프론트측 통풍경로를 흐르는 냉각풍의 풍량은, 흡기공(2a)으로부터 리어브래킷(2)내로 유입하고 팬(41)에 의해 원심방향으로 구부려지고, 그후 배기공(2b)에서 배출되는 리어측 통풍경로를 흐르는 냉각풍의 풍량보다 많아진다. 또 프론트측에 유입한 냉각풍의 일부가 회전자 (7)내를 통해서 리어측으로 흐른다. 또 "풍압"이라는 것은, 팬의 작동에 의해 형성된 공기류중에 놓여진 저항체의 전투에서 발생하는 압력차를 의미한다. 풍압이 높아질 수록 팬의 능력이 높아진다.

여기서, 프론트측 및 리어측의 팬으로서 함께, A1의 송풍성능곡선을 갖는 팬을 사용한 경우, 프론트측 및 리어측의 팬의 작동점은, 각각 (Q3,P3) 및 (Q1,P1)이 된다. 또 Q1 ＜ Q2 ＜ Q3, P2 ＞ P1 ＞ P3.

여기서, 리어측 팬(41)으로 A2의 송풍성능곡선을 갖는 팬을 사용하면, 리어측 팬(41)의 작동점은 (Q2,P2)가 된다.

즉 리어측 팬(41)의 능력을 크게 함으로써, 리어측 통풍경로를 흐르는 냉각풍의 풍량을 Q1에서 Q2로 올릴 수가 있다. 이때, 리어측 팬(41)의 능력은, 리어측 통풍경로를 흐르는 냉각풍의 풍량이 프론트측 통풍경로를 흐르는 냉각풍의 풍량을 넘지 않도록 설정된다.

이와 같이 이 실시의 형태 1에서는, 프론트측 통풍경로를 흐르는 냉각풍의 풍량이 리어측 통풍경로를 흐르는 냉각풍의 풍량보다 크고, 또 리어측 팬(41)의 능력이 프론트측 팬(40)의 능력보다 크게 되도록 운전하고 있다.

여기서 고정자코일(36)의 코일엔드군을 효과적으로 냉각할 수 있는 프론트측의 풍량이 리어측의 풍량에 비해 크므로, 고정자코일(36)을 충분히 냉각할 수 있고 고정자코일(36)의 온도상승을 억제할 수가 있다. 또 리어측 팬(41)의 능력이 프론트측 팬(40)의 능력보다 크므로, 리어측의 풍량이 충분히 확보되고 정류기(12) 및 레귤레이터(18)를 충분히 냉각할 수 있고, 정류기(12) 및 레귤레이터(18)의 온도상승을 억제할 수가 있다.

따라서, 전체로서 냉각효율을 높일 수 있는 차량용 교류발전기를 얻을 수 있다.

또 통풍저항이 작은 프론트측의 풍량을 통풍저항이 큰 리어측의 풍량보다 크게 하고 있으므로, 바람소리의 악화를 억제할 수 있는 차량용 교류발전기가 얻어진다.

또 고정자코일(36)이 구형단면을 갖는 다수의 단척의 코일세그먼트(30)를 접속해서 구성되어있으므로 슬로트(15b)에 대한 코일세그먼트(30)의 점유율(스페이스팩터)를 높일 수가 있고 고출력화가 실현된다. 또 코일세그먼트(30)가 대략 U자상태로 성형되어있으므로, 코일세그먼트(30)를 고정자코어(15)의 한쪽에서 슬로트 (15b)내에 삽입되고, 고정자코어(15)의 다른 쪽에서 연출하는 개방단부(30c)끼리를 접합함으로써 고정자코어(15)에 권장된 고정자코일(36)이 얻어진다. 그래서, 코어 (15)에 권장된 고정자코일(36)을 간단하게 제작할 수가 있다. 또 접합측 코일엔드군(32)은 절연피막이 제거되어서 방열성을 높이한 접합부(31)를 소유하고 풍량이 큰 프론트측에 배치되어있으므로, 고정자코일(36)의 열이 접합측 코일엔드군(32)에서 효율적으로 방열되고, 고정자코일(36)의 온도상승을 효과적으로 억제할 수가 있다.

이하 본 발명에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 팬구조에 대해 구체적으로 설명한다.

실시예 1.

도 6은 본 발명의 차량용 교류발전기에 적용되는 회전자의 실시예 1을 표시하는 사시도, 도 7 및 도 8은 각각 도 6에 표시된 회전자에 적용되는 프론트측 팬 및 리어측 팬을 표시하는 정면도이다.

프론트측 및 리어측 팬(40A),(41A)은 금속박판을 판금가공한 것으로 원환상의 팬기부(40a),(41a)와 팬기부(40a),(41a)의 외주연부에서 경방향외측으로 연설된 다수의 블레이드저판(40b),(41b)과 각 블레이드저판(40b),(41b)의 외주연부를 구부려서 형성된 블레이드(40c),(41c)로 구성되어있다. 팬(40A),(41A)은 각각 외경 (Df,Dr), 블레이드매수(Nf,Nr), 블레이드높이(BHf,BHr)가 같으나, 팬(41A)의 블레이드현의 길이(BLr)가 팬(40A)의 브레이드현의 길이(BLf)보다 길게 형성되고, 팬(41A)의 능력을 팬(40A)의 능력보다 크게 하고 있다. 즉 Df = Dr, Nf = Nr, BHf = BHr, BLf ＜ BLr이다.

이과 같이 구성된 팬(40A),(41A)을 장착한 회전자를 내장한 차량용 교류발전기를 5000rpm의 회전속도로 운전했을 때, 프론트측의 흡입풍량 Qf_IN이 0.05㎥/s, 프론트측의 배출풍량 Qf_OUT이 0.048㎥/s, 리어측의 흡입풍량 Qr_IN이 0.033㎥/s, 리어측의 배출풍량 Qr_OUT이 0.035㎥/s, 프론트측에서 리어측으로 흐르는 풍량 Q_f→_r이 0.002㎥/s였다.

이 실시예 1에 의하면, 리어측 팬(41A)의 블레이드 현장(BLr)을 프론트측 팬(40A)의 블레이드현장(BLf)보다 길게 형성하고 있으므로, 리어측 팬(41A)의 능력이 프론트측 팬(40A)의 능력보다 커지고 또 프론트측의 흡입풍량 Qf_IN및 배출풍량 Qf_OUT이 리어측의 흡입풍량 Qr_IN및 배출풍량 Qr_OUT보다 크게 되어있다.

따라서 상기 실시의 형태 1의 효과를 실현할 수가 있다.

또 프론트측 및 리어측 팬(40A),(41A)의 블레이드매수를 10매로 하고 있으므로 블레이드매수가 8매의 종래 예에 비해 풍량을 크게 할 수 있고 고정자코일(36), 정류기(12) 및 레귤레이터(18)의 온도상승을 보다 더 억제할 수가 있다.

실시예 2.

이 실시예 2에서는 도 9에 표시한 바와 같이 리어측 팬(41B)의 블레이드높이 (BHr)가 프론트측 팬(40B)의 블레이드높이(BHf)보다 높게 형성되어있다. 또 다른 구성은 상기 실시예 1과 같이 구성되어있다.

이와 같이 구성된 팬(40B),(41B)을 장착한 회전자를 내장한 차량용 교류발전기를 5000rpm의 회전속도로 운전했을 때 프론트측의 흡입풍량 Qf_IN이 0.05㎥/s, 프론트측의 배기풍량 Qf_OUT이 0.045㎥/s, 리어측의 흡입풍량 Qr_IN이 0.038㎥/s, 리어측의 배출풍량 Qr_OUT이 0.043㎥/s, 프론트측에서 리어측에 흐르는 풍량 Q_f→_r이 0.005㎥/s였었다.

이 실시예 2에서도, 프론트측의 흡입풍량 Qf_IN및 배출풍량 Qf_OUT이 리어측의 흡입풍량 Qr_IN및 배출풍량 Qr_OUT보다 커져있다. 또 이 실시예 2에서는, 리어측 팬(41B)의 블레이드높이(BHr)를 프론트측 팬(40B)의 블레이드높이(BHf)보다 높게 형성하고 있으므로, 리어측 팬(41B)의 능력이 프론트측 팬(40B)의 능력보다 더 커져서, 상기 실시예 1에 비해, 리어측의 흡입풍량 Qr_IN및 배출풍량 Qr_OUT이 크게 되어있다. 그래서 상기 실시예 1에 비해 정류기(12) 및 레귤레이터(18)의 온도상승을 더욱 억제할 수가 있다.

실시예 3.

이 실시예 3에서는, 도 10에 표시한 바와 같이 차폐판(42)이 리어측 팬(41B)과 폴코어(21)사이에 개장되고 클로상자극(23)의 골짜기부와 블레이드저판(41B)으로 구성되는 공극이 차단되어있다. 또 다른 구성은 상기 실시예 2와 같게 구성되어있다.

이와 같이 구성된 회전자를 내장된 차량용 교류발전기를 5000rpm의 회전속도로 운전했을 때 프론트측의 흡입풍량 Qf_IN이 0.05㎥/s, 프론트측의 배출풍량 Qf_OUT이 0.05㎥/s, 리어측의 흡입풍량 Qr_IN이 0.045㎥/s, 리어측의 배출풍량 Qr_OUT이 0.045㎥/s, 프론트측에서 리어측으로 흐르는 풍량 Q_f→_r이 0㎥/s였었다.

이 실시예 3에서도, 프론트측의 흡입풍량 Qf_IN및 배출풍량 Qf_OUT이 리어측의 흡입풍량 Qr_IN및 배출풍량 Qr_OUT보다 크게 되어있다.

또 이 실시예 3에서는 프론트측에서 리어측으로 흐르는 냉각풍의 통풍경로가 차폐판(42)에 의해 차단되어 있으므로 프론트측에서 리어측으로 흐르는 풍량 Q_f→_r이 없어진다.

그래서 프론트측의 흡입풍량이 로스되는 일이 없이 프론트측 코일엔드군의냉각에 제공되므로, 고정자코일(36)의 온도상승을 확실하게 억제할 수가 있다. 또 , 블레이드저판(41b)간에 형성되는 공간이 차폐판(42)에 의해 봉쇄되므로, 리어측 팬(41B)의 능력이 더욱 높아져 리어측의 흡입풍량이 커져 정류기(12) 및 레귤레이터(18)의 온도상승을 확실하게 억제할 수가 있다.

실시예 4.

이 실시예 4에서는, 도 11 및 도 12에 표시된 바와 같이 프론트측 팬(40c)과 리어측 팬(41c)은 외경(Df,Dr), 블레이드높이(BHf,BHr) 및 블레이드현장(BLf,BLr)을 같게 하고, 프론트측 팬(40c)의 블레이드수(Nf)를 8개로 같게 하고 리어측 팬(41c)의 블레이드매수(Nr)를 10매로 하고 있다.

즉, Df = Dr, Nf ＜ Nr, BHf = BHr, BLf = BLr이다.

따라서 이 실시예 4에서도 블레이드매수가 프론트측 팬(40c)의 블레이드매수보다 많은 팬을 리어측 팬(41c)으로 하고 있으므로, 리어측 팬(41c)의 능력이 프론트측 팬(40c)의 능력보다 커지고 상기 실시의 형태 1의 효과를 실현할 수 있다.

실시예 5.

이 실시예 5에서는 도 13 및 도 14에 표시된 바와 같이, 프론트측 팬(40D)과 리어측 팬(41D)과는 외경(Df,Dr), 블레이드높이(BHf,BHr) 및 블레이드매수(Nf,Nr)를 같게 하고, 리어측 팬(41D)의 블레이드현장(BLr)을 프론트측 팬(40D)의 블레이드현장(BLf)보다 길게 형성되고 있다. 즉, Df = Dr, Nf = Nr, BHf = BHr, BLf ＜BLr이다.

따라서 이 실시예 5에서도, 블레이드현장이 프론트측 팬(40D)의 블레이드현장보다 긴 팬을 리어측 팬(41D)으로 하고 있으므로 리어측 팬(41D)의 능력이 프론트측 팬(40D)의 능력보다 커지고, 상기 실시의 형태 1의 효과를 실현할 수 있다.

실시예 6.

이 실시예 6에서는 도 15에 표시된 바와 같이 리어측 팬(41E)의 블레이드저판(41b)을 확대형상으로 형성하고, 리어측 팬(41E)은 확대형상의 블레이드저판 (41b)에서 인접한 클로상자극(23)간의 골짜기부를 덮도록 폴코어(21)에 고착되어있다. 또 다른 구성은 상기 실시예 5와 같이 구성되어있다. 이 실시예 6에서는 클로상자극(23)간의 골짜기부가 축방향에서보다 블레이드저판(41b)에 의해 차폐되어있으므로, 프론트측에서 리어측으로 흐르는 풍량 Q_f→_r이 적어진다.

그래서, 프론트측의 흡입풍량이 작은 로스로 프론트측 코일엔드군의 냉각에 제공되므로, 고정자코일(36)의 온도상승을 보다 억제할 수가 있다. 또 블레이드저판(41b)간에 형성되는 공간이 클로상자극(23)의 단면에 의해 폐쇄되므로, 리어측 팬(41E)의 능력을 더욱 높일 수가 있고 리어측의 흡입풍량이 커지고, 정류기(12) 및 레귤레이터(18)의 온도상승을 더욱 억제할 수 있다.

실시예 7.

이 실시예 7에서는 프론트측 팬(40)의 외경이 리어측 팬(41)의 외경보다 소경으로 형성되어있다. 또, 다른 구성은 상기 실시예 5와 같이 구성되어있다.

따라서 이 실시예 7에서도, 외경이 리어측 팬(41)의 외경보다 소경의 팬을 프론트측 팬(40)으로 하고 있으므로, 리어측 팬(41)의 능력이 프론트측 팬(40)의 능력보다 커지고, 상기 실시의 형태 1의 효과를 실현할 수 있다.

실시예 8.

상기 각 실시예에서는 프론트측 및 리어측의 송풍수단으로서 팬(40),(41)을 사용하는 것으로 되어있으나, 이 실시예 8에서는 프론트측의 송풍수단으로서 폴코어(20)를 사용하고, 리어측의 송풍수단으로서 팬(41)을 사용하는 것으로 하고 있으나 이 실시예 8에서는 프론트측의 송풍수단으로 폴코어(20)를 사용해, 리어측의 송풍수단으로 팬(41)을 사용하는 것이다.

여기서 폴코어(20)의 송풍수단으로서의 능력은 팬(41)에 비해 작으므로, 이 실시예 8에서도, 리어측의 송풍수단의 능력이 프론트측의 송풍수단의 능력보다 커지고, 같은 효과가 얻어진다. 또 프론트측의 팬이 생략되므로 저코스트화가 도모된다.

실시예 9.

상기 실시예 1 ~ 7에서는 프론트측 및 리어측의 송풍수단으로서의 팬(40),(41)을 사용하는 것으로 하고 있으나, 이 실시예 9에서는 프론트측 및 리어측의 송풍수단으로서 폴코어(20),(21)를 사용하는 것으로 하고 있다.

이 실시예 9에서는 폴코어(20)의 클로상자극(22)의 견부(22a)는 도 16에 표시된 바와 같이, 폴코어(20)의 프론트측 단면에 대해 일정한 각도를 갖고, 또 폴코어(20)의 프론트측 단면과 폴코어(20)의 축심을 중심으로 하는 동일 원주상에서 교차하는 경사면에 형성되어있다. 한편 폴코어(21)의 클로상자극(23)의 견부(23a)는 도 17에 표시된 바와 같이 폴코어(21)의 리어측 단면에 대해 일정한 각도를 갖고 또 폴코어(21)의 리어측 단면과 교차하는 능선이 회전방향의 후방을 향해 점차 폴코어(21)의 축심에 근접하는 경사면에서 형성되어있다.

그래서 클로상자극(22),(23)의 견부(22a),(23a)의 형상의 차이에 의해 리어측의 폴코어(21)의 송풍수단으로서의 능력이 프론트측의 폴코어(20)의 송풍수단으로서의 능력보다 커지고 팬(40),(41)을 생략할 수가 있어 보다 저코스트화가 도모된다.

실시의 형태 2.

이 실시의 형태 2에서는 도 18에 표시된 바와 같이, 고정자코일(36)의 프론트측 코일엔드군(36f)의 축방향높이(CLf)가 리어측 코일엔드군(36r)의 축방향높이 (CLr)보다 높고 또 프론트측 코일엔드군(36f)과 팬(40)의 축방향의 랩량(Of)이 리어측 코일엔드군(36r)과 팬(41)과의 축방향의 랩량(Or)보다 크게 되도록, 고정자 (35)를 배치하고 있다. 즉, CLr ＜ CLf, Or ＜ Of이다.

또 다른 구성은 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어있다.

이 실시의 형태 2에 의하면, 고정자코일(36)의 프론트측 코일엔드군(36f)의 축방향높이(CLf)가 리어측 코일엔드군(36r)의 축방향높이(CLr)보다 높아지도록 고정자(35)를 배치하고 있다. 그래서 냉각효과가 나쁜 리어측의 냉각풍에 노출되는 코일엔드군의 체적이 적고, 또 냉각효율이 좋은 프론트측의 냉각풍에 노출되는 코일엔드군의 체적이 커지고, 고정자코일(36)이 효과적으로 냉각된다.

또, 프론트측 코일엔드군(36f)과 팬(40)의 축방향의 랩량(Of)이 리어측 코일엔드군(36r)과 팬(41)과의 축방향의 랩량(Or)보다 크게 되도록 고정자(35)를 배치하고 있다. 그래서, 냉각효율이 좋은 프론트측의 냉각풍에 노출되는 코일엔드군의 체적이 커지고 고정자코일(36)이 효과적으로 냉각된다.

여기서, 이 실시의 형태 2에서도 상기 실시예 1 ~ 9의 어느 하나의 구조를 채용함으로써, 전체로서의 냉각효율이 더욱 높아지고, 또 소음을 저감시킬 수가 있다.

또, 상기 실시의 형태 1,2에서는 대략 U자상으로 형성된 코일세그먼트(30)를 사용하고 있으나, 본 발명은, 대략 U자형상으로 형성된 코일세그먼트(30)에 한정되는 것은 아니고 코일세그먼트는 직선적으로 뻗는 단척의 도체편이라도 된다.

실시의 형태 3.

상기 실시의 형태 1,2에서는 다수개의 단척의 코일세그먼트(30)를 전체로 해서 소정의 권선구조를 채택하도록 접합해서 고정자코일을 구성하는 것으로 하고 있으나, 이 실시의 형태 3에서는 연속선으로 된 하나의 소선을 고정자코어에 권장해서 형성된 다수의 권선을 전체로서 소정의 권선구조를 채택하도록 연결해서 고정자코일을 구성하는 것으로 하고 있다.

도 19는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시하는 사시도이고 도면중 브리지결선 등의 결선부는 설명의 편의상 생략하고 있다.

도 19에서 고정자(81)는 대략 장방형의 단면형상을 갖는 티스(50a)가 경방향내측으로 돌출하도록 주방향으로 등각피치로 다수 설치되고 축방향으로 뻗은 슬로트(50b)가 티스(50a)간에 형성된 원통상의 적층철심으로 된 고정자코어(50)와, 고정자코어(50)에 권장된 고정자코일(51)과 슬로트(50b)내에 장착되어 고정자코어 (50)와 고정자코일(51)을 전기적으로 절연하는 인슐레이터(52)를 구비하고 있다. 그리고 고정자코일(51)은 고정자코어(50)의 프론트측 및 리어측에 연출하는 코일엔드군(51f),(51r)을 갖고 있다. 또 고정자코일(51)은 경방향으로 2열로 배치된 2조의 권선어셈블리(60)를 구비하고 있다. 각 권선어셈블리(60)는 하나의 소선(61)이 고정자코어(50)의 단면측의 슬로트(50b)외에서 되돌려져, 소정 슬로트수마다에 슬로트(50b)내에서 슬로트 깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 채택하도록 웨이브와인딩되어서 고정자코어(50)에 권장된 2개의 권선으로 구성되어있다. 여기서는 고정자코어(50)에는 회전자(7)의 자극수(16)에 대응해서 후술하는 3상고정자권선군 (53)을 2조 수용하도록, 96개의 슬로트(50b)가 등간격으로 형성되어있으나, 즉 매극매상당의 슬로트수가 2이다. 또 소선(61)에는 예를 들면 절연피복된 편평한 단면을 갖는 동선재의 연속선이 사용된다.

여기서, 권선어셈블리(60)의 구조에 대해 도 20내지 도 22를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 도 20은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자에서의 고정자코일을 구성하는 권선어셈블리를 표시하는 도면이고, 도 20의 (a)는 그 측면도, 도 20의 (b)는 그 정면도이다. 도 21은 이 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자에서의 고정자코일을 구성하는 소선의 요부를 표시하는 사시도, 도 22는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 고정자에서의 고정자코일을 구성하는 소선의 배열을 설명하는 도면이다.

권선어셈블리(60)를 구성하는 각 소선(61)은 도 21에 표시된 바와 같이 턴부 (61a)에서 연결된 직선부(61b)가 6슬로트피치(6P)로 배열된 평면상패턴으로 형성되어있다. 그리고 인접한 직선부(61b)가 소선(61)의 폭(W)만큼 밀려서 턴부 (61a)에 의해 연결되어있다. 이러한 패턴으로 형성된 2개의 소선(61)은 도 22에 표시된 바와 같이 6슬로트피치 밀려서 직선부(61b)를 겹쳐서 배열되어 소선쌍을 구성하고 있다. 그리고 권선어셈블리(60)는 도 20에 표시된 바와 같이, 이와 같이 배열된 소선쌍이 1슬로트피치씩 밀려서 6쌍 배열되어 구성되어있다.

그리고 소선(61)의 단부가 권선어셈블리(60)의 양단의 양측에 6개씩 연출되어있다. 또 코일엔드를 구성하는 턴부(61a)가 권선어셈블리(60)의 양측부에 정렬되어 배열해 있다.

이와 같이 구성된 2조의 권선어셈블리(60)가 고정자코어(50)에 경방향으로 2열로 권장하고, 각 소선(61)이 소정의 권선구조를 취하도록 결선되어있다. 그리고 고정자코어(50)의 단면측으로 연출해서 되돌려진 소선(61)의 턴부(61a)가 코일엔드를 형성하고 있다. 여기서, 고정자코어(50)의 양단에서 대략 동일 형상으로 형성된 턴부(61a)가 주방향으로, 또 경방향으로 서로 이간해서, 2열로 되어 주방향으로 정연하게 배열되어서 프론트측 및 리어측의 코일엔드군(51f),(51r)을 형성하고 있다.

또 이 권선어셈블리(60)는 예를 들면, 12개의 연속선을 동일평면상에 1슬로트피치로 배열시켜, 12개의 연속선을 동시에 동일평면상에서 번개상태로 구부려서 형성하고, 다시 직각방향으로 지그로 접음으로써 제작된다. 이때 12개의 연속선을 번개상태로 구부릴 때, 소정의 연속선만을 꺼냄으로써 브리지결선, 유도선 및 중성점용의 리드(도시않음)가 권선어셈블리(60)의 양측부에 형성된다.

계속해서, 1상분의 고정자권선(54)의 권선구조에 대해 도 23을 참조해서 구체적으로 설명한다. 또 도 23중, 고정자코어(50)의 리어측의 배선을 실선으로, 프론트측의 배선을 점선으로 표시하고 있다.

1상분의 고정자권선(54)은 각각 하나의 소선(61)으로 된 제 1 내지 제 4 권선(62 ~ 65)으로 구성되어있다. 그리고 제 1 권선(62)은 하나의 소선(61)을 슬로트번호의 1번에서 91번까지 6슬로트마다에, 슬로트(50b)내의 내주측에서 첫번째의 위치(1번지)와 내주측에서 2번째의 위치(2번지)를 교호로 취하도록 웨이브와인딩으로 구성되어있다. 제 2 권선(63)은 소선(61)을 슬로트번호의 1번에서 91번까지 6슬로트마다에, 슬로트(50b)내의 2번지와 1번지를 교호로 취하도록 웨이브와인딩으로 구성되어있다. 제 3 권선(64)은 소선(61)을 슬로트번호의 1번에서 91번까지 6슬로트마다에, 슬로트(50b)내의 내주측에서 3번째의 위치(3번지)와 내주측에서 4번째의 위치(4번지)를 교호로 채택하도록 웨이브와인딩으로 구성되어있다. 제 4 권선(65)은 소선(61)을 슬로트번호의 1번에서 91번까지의 6슬로트마다에 슬로트(50b)내의 4번지와 3번지를 교호로 채택하도록 웨이브와인딩으로 구성되어있다.

이로써 제 1 내지 제 4 권선(62 ~ 65)은 각각 하나의 소선(61)을 6슬로트마다에 슬로트(50b)내에서 슬로트 깊이방향으로 내층과 외층을 교호로 취하도록 권장해서 되는 1턴의 권선을 구성하고 있다. 그리고 각 슬로트(50b)내에는 소선(61)이 구형단면의 길이방향을 경방향으로 나란히 해 경방향으로 1열로 4개 나란히 배열되어있다.

그리고, 고정자코어(50)의 리어측에서, 슬로트번호의 1번의 2번지에서 연출하는 제 2 권선(63)의 단부(63a)와 슬로트번호의 91번의 3번지에서 연출하는 제 4 권선(65)의 단부(65b)가 접합되고, 또 슬로트번호의 1번의 4번지에서 연출하는 제 4 권선(65)의 단부(65a)와, 슬로트번호의 91번의 1번지에서 연출하는 제 2 권선 (63)의 단부(63b)가 접합되어서, 2턴의 권선이 형성되어있다.

또 고정자코어(50)의 프론트측에서 슬로트번호의 1번의 1번지에서 연출하는 제 1 권선(62)의 단부(62a)와 슬로트번호의 91번의 4번지에서 연출하는 제 3 권선(64)의 단부(64b)가 접합되고 또 슬로트번호의 1번의 3번지에서 연출하는 제 3 권선(64)의 단부(64a)와 슬로트번호의 91번의 2번지에서 연출하는 제 1 권선(62)의 단부(62b)가 접합되어서, 2턴의 권선이 형성되어있다.

또, 슬로트번호의 61번의 3번지와 67번의 4번지에서 고정자코어(50)의 리어측으로 연출하는 제 3 권선(64)의 소선(61)의 부분이 절단되어, 슬로트번호의 67번의 3번지와 73번의 4번지에서 고정자코어(50)의 리어측에 연출하는 제 4 권선(65)의 소선(61)의 부분이 절단된다. 그리고 제 3 권선(64)의 절단단(64c)과 제 4 권선(65)의 절단단(65c)이 접합되어서, 제 1 내지 제 4 권선(62 ~ 65)을 직렬접속해서 되는 4턴의 1상분의 고정자권선(54)이 형성되어있다.

또 제 3 권선(64)의 절단단(64c)이 제 4 권선(65)의 절단단(65c)과의 접합부가 브리지결선 접속부가 되고, 제 3 권선(64)의 절단단(64d)과 제 4 권선(65)의 절단단(65d)이 각각 중성점(N) 및 유도선(O)이 된다.

마찬가지로 해서 소선(61)이 권장되는 슬로트(50b)를 하나씩 밀려서 6상분의 고정자권선(54)이 형성되어있다. 그리고, 도 24에 표시된 바와 같이 고정자권선 (54)이 3상분씩 성형결선되어서 2조의 3상고정자권선군(53)으로 된 고정자코일(51)을 형성하고 있다. 또 각 3상고정자권선(53)이 정류기(12)에 접속되고, 각 정류기 (12)의 직류출력이 병렬로 접속되어서 합성되도록 되어있다.

여기서, 제 1 내지 제 4 권선(62 ~ 65)을 구성하는 각각의 소선(61)은 하나의 슬로트(50b)에서 고정자코어(50)의 단면측으로 연출해서 되돌려져 5슬로트 떨어진 슬로트(50b)에 들어가도록 웨이브와인딩으로 권장되어있다. 그리고 각각의 소선(61)은, 6슬로트마다에 슬로트 깊이방향(경방향)에 관해 내층과 외상을 교호로 취하도록 권장되어있다.

그리고 제 1 권선(62)과 제 2 권선(63)은 전기각으로 180˚밀려서 반전권장되어 1조의 권선어셈블리(60)를 구성하고 있다. 마찬가지로 제 3 권선(64)과 제 4 권선(65)은 전기각으로 180˚어긋나서 반전권장되어 또 1조의 권선어셈블리(60)를구성하고 있다.

이 실시의 형태 3에서는 고정자(8)대신에 고정자(81)를 사용하는 점외에는 상기 실시의 형태 1과 같이 구성되어있다.

그래서 이 실시의 형태 3에서도 상기 실시예 1 ~ 9의 어느 것인가의 구조를 채용함으로써 전체로서의 냉각효율이 높아지고 또 소음도 저감이 된다.

또 프론트측 코일엔드군을 구성하는 턴부(61a)의 축방향높이를 리어측 코일엔드군을 구성하는 턴부(61a)의 축방향높이보다 높게 해도 된다. 이 경우 냉각효율이 나쁜 리어측의 냉각풍에 노출되는 코일엔드군의 체적이 적고, 또 냉각효율이 좋은 프론트측의 냉각풍에 노출되는 코일엔드군의 체적이 커지고, 고정자코일(51)이 효과적으로 냉각된다.

또, 이 실시의 형태 3에 의하면 고정자코일(51)은 2조의 3상고정자권선군 (53)을 형성하도록 6개의 고정자권선(54)을 연결해서 구성되어있다. 그리고 각 고정자권선(54)은, 슬로트(50b)내에 수납되는 다수의 직선부(61b)와 슬로트(50b)외에서 인접하는 직선부(61b)의 단부끼리를 연결하는 다수의 턴부(61a)로 구성되는 하나의 소선(61)을, 이 직선부(61b)를 6슬로트마다의 슬로트(50b)내에 슬로트 깊이방향에 관해 다른 층이 되도록 수납해서 구성되어있다. 그래서, 이 실시의 형태 3에서는 다수의 U자상의 코일세그먼트(30)를 사용한 상기 실시의 형태 1에 비해 고정자코일에서의 접합장소가 현저하게 삭감되고, 고정자의 생산성을 향상시킬 수가 있는 동시에, 용접에 의한 도체의 연화가 없고 고정자로서의 강성이 높게 되고, 자기 소음을 저감시킬 수가 있다.

또, 상기 실시의 형태 3에서는, 하나의 소선(61)을 6슬로트마다에 슬로트내에서 다른 층을 교호로 채택하도록 주회당 1턴의 웨이브와인딩으로 권장하는 것으로 하고 있으나, 소선의 권장구조는 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 하나의 소선을 6슬로트마다에 슬로트내에서 다른 층을 교호로 채택하도록 주회당 2턴의 중첩감기로 권장하는 것도 된다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는, 구형단면의 코일세크먼트(30)나 소선(61)을 사용하는 것으로 하고 있으나, 코일세그먼트나 소선을 구형단면에 한정되는 것은 아니고, 원형단면도 되고 또는 원형단면의 세그먼트나 소선의 일부를 구형단면으로 형성된 것도 된다. 또 상기 각 실시의 형태에서는 슬로트(15b),(50b)가 등각피치로 설치되어있는 것으로 하고 있으나 슬로트(15b),(50b)는 등각피치로 되어있을 필요는 없고 부등피치로 설치되어있어도 된다.

또 상기 각 실시의 형태에서는 도 2에 표시한 바와 같이 전풍량포인트로 리어측 팬의 능력(풍압)을 프론트측 팬의 능력보다 크게 하는 것으로 하고 있으나 실제로는 차량용 교류발전기의 사용풍영역에서 리어측 팬의 능력(풍압)을 프론트측 팬의 능력보다 크게 하면 된다. 또 전회전수역에서 이 관계를 유지할 필요는 없고, 온도나 소음이 문제가 되는 회전수역에서 이 관계가 성립하도록 팬을 설정하면 된다.

본 발명은, 이상과 같이 구성되어있으므로, 아래에 기재되는 바와 같은 효과를 나타낸다.

본 발명에 의하면 프론트브래킷 및 리어브래킷에 지지된 샤프트에 고착되어서, 이 양브래킷내에 배치된 한쌍의 런델형 폴코어를 갖는 회전자와, 상기 양브래킷에 지지되어서 상기 회전자의 외주를 덮도록 배치된 고정자와, 상기 샤프트의 프론트측에 고착된 풀리와, 상기 회전자의 리어측에 배치된 정류기를 구비하고, 상기 고정자는 홈방향을 축방향으로 하는 슬로트가 내주측으로 개구하도록 주방향으로 다수 설치된 원통상의 고정자코어와 소정의 권선구조를 구성하도록 상기 고정자코어에 권장된 고정자코일을 갖고, 다수의 흡기공이 상기 양브래킷의 축방향면에 각각 설치되고 다수의 배기공이 상기 양브래킷의 경방향면에 각각 설치되고 또 송풍수단이 상기 회전자의 축방향의 양측에 각각 배치되고 상기 송풍수단의 작동에 의해 냉각풍이 상기 흡기공으로부터 양브래킷내에 유입해서, 상기 배기공에서 유출하는 통풍경로와 냉각풍이 상기 회전자내를 통해서 프론트측과 리어측사이를 유통하는 통풍경로가 구성되어있는 차량용 교류발전기에서, 리어측의 상기 송풍수단의 능력이 프론트측의 상기 송풍수단의 능력보다 크고 또 프론트측의 흡입풍량이 리어측의 흡입풍량보다 크게 되어있으므로 냉각풍에 의한 냉각효율이 올라가고, 고정자코일 및 정류기의 온도를 저감시킬 수 있는 동시에 바람소리의 악화를 누를 수 있는 차량용 교류발전기가 얻어진다.

또 프론트측의 흡입풍량 및 배출풍량이 리어측의 흡입풍량 및 배출풍량보다 크게 되어있으므로 냉각풍에 의한 냉각효율이 더욱 상승되고 고정자코일 및 정류기의 온도를 확실히 저감시킬 수가 있다.

또 프론트브래킷 및 리어브래킷에 지지된 샤프트에 고착되어 이 양브래킷내에 배치된 한쌍의 런델형 폴코어를 갖는 회전자와 상기 양브래킷에 지지되어서 상기 회전자의 외주를 덮도록 배치된 고정자와, 상기 샤프트의 프론트측에 고착된 풀리와, 상기 회전자의 리어측에 배치된 정류기를 구비하고, 상기 고정자는 홈방향을 축방향으로 하는 슬로트가 내주측으로 개구하도록 주방향으로 다수 설치된 원통상의 고정자코어와, 소정의 권선구조를 구성하도록 상기 고정자코어에 권장된 고정자코일을 소유하고, 다수의 흡기공이 상기 양브래킷의 축방향면에 각각 설치되고, 다수의 배기공이 상기 양브래킷의 경방향면에 각각 설치되고 또 송풍수단이 상기 회전자의 축방향의 양측에 각각 배치되어서 상기 송풍수단의 작동에 의해 냉각풍이 상기 흡기공에서 양브래킷내로 유입해서, 상기 배기공에서 유출하는 통풍경로와, 냉각풍이 상기 회전자내를 통해서 프론트측과 리어측사이를 유통하는 통풍경로가 구성되어있는 차량용 교류발전기에서 리어측의 상기 송풍수단의 능력이 프론트측의 상기 송풍수단의 능력보다 크고, 또 프론트측의 배출풍량이 리어측의 배출풍량보다 크게 되어있으므로 냉각풍에 의한 냉각효율이 올라가고, 고정자코일 및 정류기의 온도를 저감할 수 있는 동시에, 바람소리의 악화를 누를 수 있는 차량용 교류발전기가 얻어진다.

또, 상기 회전자재를 통해서 프론트측과 리어측사이를 유통하는 통풍경로가 차단되어있으므로, 프론트측의 배기풍량이 증대하고 고정자코일의 온도상승을 보다 더 억제할 수가 있다.

또 상기 송풍수단이 상기 런델형 폴코어 또는 팬이므로 냉각풍이 축방향에서양브래킷내에 유입하고 그후 양브래킷에서 경방향으로 배출되는 통풍경로를 구성할 수가 있다.

또 프론트측의 상기 송풍수단이 상기 런델형 폴코어이고, 리어측의 상기 송풍수단이 팬이므로, 저코스트화가 도모된다.

또 상기 송풍수단이 대략 원환상의 팬기부와 이 팬기부의 외주연부로부터 경방향외측으로 연설된 다수의 블레이드저판과, 이 다수의 블레이드저판의 각각의 외주연부에 설치된 다수의 블레이드를 갖는 팬이므로, 송풍능력을 크게 할 수 있고 냉각성을 높일 수가 있다.

또 리어측의 상기 팬의 블레이드매수가 프론트측의 상기 팬의 블레이드매수보다 많으므로, 리어측 팬의 능력을 프론트측 팬보다 크게 할 수가 있다.

또, 리어측의 상기 팬의 최대 블레이드높이가 프론트측의 상기 팬의 최대 블레이드높이보다 높으므로, 리어측의 팬의 능력을 프론트측 팬보다 크게 할 수가 있다.

또 리어측의 팬의 상기 블레이드저판이 상기 회전자가 인접하는 자극간의 골짜기부를 차폐하는 형상으로 형성되어있으므로 리어측 팬의 능력이 올라가고, 또 프론트측에서 리어측으로 흐르는 냉각풍의 풍량이 저감되고 냉각성능을 향상시킬 수가 있다.

또 리어측의 상기 팬의 상기 블레이드저판과 상기 회전자의 자극간의 골짜기부에 의해 형성되는 공극을 차폐판이 배치되어있으므로 리어측의 팬의 능력이 상승하고, 또 프론트측에서 리어측으로 흐르는 냉각풍의 풍량이 저감되고, 냉각성능을향상시킬 수가 있다.

또, 상기 고정자코일은 단척이 도체를 대략 U자상으로 성형해서 된 코일세그먼트가 상기 고정자코어의 일단측에서 소정 슬로트수 떨어져 쌍을 이루는 각 슬로트쌍에 삽입되고 또 소정 슬로트수 떨어진 슬로트의 상기 고정자코어의 타단측에서 연출되어서 주방향으로 굴곡된 상기 코일세그먼트의 개방단부끼리가 각각 접합되어서 상기 소정의 권선구조를 이루도록 구성된 것으로, 상기 코일세그먼트의 U자상의 턴측에 의해 형성된 턴측 코일엔드가 주방향으로 배열되어서 턴측 코일엔드군을 구성하고, 상기 코일세그먼트의 개방단부끼리의 접합측에 의해 형성된 접합측 코일엔드가 주방향으로 배열되어서 접합측 코일엔드군을 구성하고 있으므로, 고정자코일을 간단하게 구성할 수가 있다.

또, 상기 고정자코일의 상기 접합측 코일엔드군이 프론트측에 배치되어있으므로, 고정자코일을 효과적으로 냉각할 수가 있다.

또, 상기 고정자코일은, 다수의 권선을 연결해서 상기 소정의 권선구조를 이루도록 구성되고, 상기 다수의 권선의 각각은, 상기 슬로트내에 수납되는 다수의 직선부와 슬로트외에서 인접하는 이 직선부의 단부끼리를 연결하는 다수의 턴부로 구성되는 하나의 소선이, 이 직선부를 소정 슬로트수 떨어진 상기 슬로트내에 슬로트 깊이방향에 관해 다른 층이 되도록 수납해서 상기 고정자코어에 권장되어 구성되고, 상기 턴부에 의해 코일엔드가 주방향으로 배열되어서 상기 고정자코일의 양코일엔드군을 구성하고 있으므로, 고정자코일에서의 접합장소가 현저히 삭감되고, 고정자의 생산성을 향상시킬 수가 있는 동시에, 용접에 의한 도체의 연화가 없고고정자로서의 강성이 높아지고, 자기소음을 저감시킬 수가 있다.

Claims (3)

1. 프론트브래킷 및 리어브래킷에 지지된 샤프트에 고착되어서 이 양브래킷내에 배치된 한쌍의 런델형 폴코어를 갖는 회전자와, 상기 양 브래킷에 지지되어 상기 회전자의 외주를 덮도록 배치된 고정자와, 상기 샤프트의 프론트측에 고착된 풀리와, 상기 회전자의 리어측에 배치된 정류기를 구비하고, 상기 고정자는 홈방향을 축방향으로 하는 슬로트가 내주측으로 개구하도록 주방향으로 다수 설치된 원통상의 고정자코어와, 소정의 권선구조를 구성하도록 상기 고정자코어에 권장된 고정자코일을 소유하고 다수의 흡기공이 상기 양브래킷의 축방향면에 각각 설치되고, 다수의 배기공이 상기 양브래킷의 경방향면에 각각 설치되고 또 송풍수단이 상기 회전자의 축방향의 양측에 각각 배치되고, 상기 송풍수단의 작동에 의해 냉각풍이 상기 흡기공에서 양브래킷내에 유입해서 상기 배기공에서 유출하는 통풍경로와, 냉각풍이 상기 회전자내를 통해서 프론트측과 리어측사이를 유통하는 통풍경로가 구성되어있는 차량용 교류발전기에서, 리어측의 상기 송풍수단의 능력이 프론트측의 상기 송풍수단의 능력보다 크고, 또 프론트측의 흡입풍량이 리어측의 흡입풍량보다 크게 되어있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
2. 제 1항에 있어서, 프론트측의 흡입풍량 및 배출풍량이 리어측의 흡입풍량 및 배출량보다 크게 되어있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
3. 프론트브래킷 및 리어브래킷에 지지된 샤프트에 고착되어있는 이 양브래킷내에 배치된 한쌍의 런델형 폴코어를 갖는 회전자와 상기 양브래킷에 지지되어 상기 회전자의 외주를 덮도록 배치된 고정자와 상기 샤프트의 프론트측에 고착된 풀리와 상기 회전자의 리어측에 배치된 정류기를 구비하고, 상기 고정자는 홈방향을 축방향으로 하는 슬로트가 내주측으로 개구하도록 주방향으로 다수 설치된 원통상의 고정자코어와, 소정의 권선구조를 구성하도록 상기 고정자코어에 권장된 고정자코일을 소유하고 다수의 흡기공이 상기 양브래킷의 축방향으로 각각 설치되고 다수의 배기공이 상기 양브래킷의 경방향으로 각각 설치되고 또 송풍수단이 상기 회전자의 축방향의 양측에 각각 배치되어서 상기 송풍수단의 작동에 의해 냉각풍이, 상기 흡기공으로부터 양브래킷내로 유입해서 상기 배기공에서 유출하는 통풍경로와, 냉각풍이 상기 회전자내를 통해서 프론트측과 리어측사이를 유통하는 통풍경로가 구성되어있는 차량용 교류발전기에서, 리어측의 상기 송풍수단의 능력이 프론트측의 상기 송풍수단의 능력보다 크고, 또 프론트측의 배출풍량이 리어측의 배출풍량보다 크게 되어있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.