KR200151842Y1 - 차량용 교류발전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량용 교류발전기에 관한 것으로, 본 고안의 목적은 회전방향에 대한 클로 폴의 선단을 피해 냉각팬의 날개를 배치시킨 차량용 교류발전기를 제공하는데 있다.

본 고안에 따른 차량용 교류발전기는 회전자(130)의 회전방향에 대한 클로 폴(132a)의 선단과 냉각팬(140)의 날개(142)위치가 일치되지 않게 배치한다.

따라서, 회전자(130)의 클로 폴(132a)과 냉각팬의 날개9142)가 공기와 마찰하면서 발생하는 풍음이 동시에 같은 위치에서 발생하지 않으므로 간섭소음이 저감되고, 공진을 방지하는 이점이 있다.

또한, 냉각팬(140)의 회전수를 유지하면서 공진되는 것을 방지함으로써, 풍량은 유지되고, 교류발전기의 전체적인 소음이 저감되는 이점이 있다.

Description

차량용 교류발전기

본 고안은 차량용 교류발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교류발전기의 내부부품을 냉각시키는 폴코어에 대한 냉각팬 날개의 배치구조를 개선하여 교류발전기의 소음을 감소시키는 차량용 교류발전기에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 교류발전기는 계자코일에 의해 자속이 발생된 회전자를 엔진의 동력으로 회전시키면서 코일에 교류를 유기시키는 장치이다.

도 1은 이러한 기능을 하는 종래 교류발전기의 내부구조를 보인 도면으로, 교류발전기는 그 내부의 부품을 지지하는 바깥틀로 브래킷(1)을 구비하고, 이 브래킷(1)의 내주면에는 고정자(20)가 설치된다. 고정자(20)는 강판 등을 여러 겹으로 겹친 성층철심의 고정자 코어(21)와 고정자 코어(21)의 내주면에 마련되어 전류를 유기시키는 고정자 코일(22)로 구성된다. 이 고정자 코일(22)에 전류를 유기시킬 수 있도록 브래킷 (1)내부에는 중심을 지나는 회전축(2)이 축설되고, 회전축(2)과 결합되어 함께 회전하는 회전자(30)가 설치된다. 회전자(30)는 교류발전기의 외부로 부터 들어온 여자전류로 자속을 발생하는 계자코일(31)과 이 계자코일(31)을 수용하여 발생된 자속으로 자석이 되는 한쌍의 폴코어(32)를 구비한다. 폴코어(32)는 손톱형상의 다수개의 클로 폴(claw pole,32a)을 구비하고, 이 각각의 클로 폴(32a)은 하나의 자극을 형성하여 클로 폴(32a)의 갯수에 따라 자극수를 결정하게 된다.

한편, 회전자(32)의 외측에는 교류발전기의 각 부품들에서 발생되는 열을 냉각하기 위하여 회전자(30)와 함께 회전하는 냉각팬(40)이 설치된다. 이 냉각팬(40)은 원판상의 몸체(41)에서 방사상으로 연장된 날개(42)를 구비하는데, 날개(42)는 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 수평날개(42a)와 수평날개(42a)의 일부를 벤딩시킨 수직날개(42b)로 구성된다. 이렇게 구성된 냉각팬(40)은 냉각성능을 높이기 위해 풍량이 증대되도록 회전방향에 대해 각각의 클로 폴(32a)의 선단과 냉각팬 날개(42)가 일치되도록 설치된다.

그러나, 이러한 종래의 교류발전기에서는 회전자와 냉각팬이 회전하면서 공기와의 마찰로 인해 풍음을 발생하는데, 풍량에만 중점을 두어 회전방향에 대한 클로 폴의 선단과 냉각팬 날개를 일치시켜 배치하였기 때문에 풍음발생시기가 일치하여 폴코어와 냉각팬으로 인한 간섭소음이 발생될 뿐만 아니라, 자속 등에 의해 폴코어가 진동하게 되면 냉각팬이 공진하게 된다. 따라서, 회전자와 냉각팬에 의한 풍음이 동시에 발생되어 소음이 증폭되고, 공진을 일으키므로 회전자와 냉각팬사이에서 소음이 증가하게 된다. 더불어 이들에 의해 교류발전기의 전체적인 소음도 증가하게 된다.

본 고안의 목적은 회전방향에 대한 클로 폴의 선단을 피해 냉각팬의 날개를 배치시킨 차량용 교류발전기를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 차량용 교류발전기의 내부구조를 보인 도면이다.

도 2는 본 고안에 따른 차량용 교류발전기의 측단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 차량용 교류발전기의 내부구조를 보인 도면이다.

도 4는 냉각팬과 회전자사이에서 발생하는 소음을 비교한 그래프이다.

도 5는 차량용 교류발전기에서 발생하는 소음을 비교한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100...브래킷 120...고정자 130...회전자

132...폴코어 132a...클로폴 140...냉각팬

142...날개

본 고안의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 브래킷의 내주면에 설치된 고정자, 소정간격간격으로 이격되어 형성된 클로 폴을 갖는 회전자의 폴코어, 회전자의 외측에 설치되어 회전자와 함께 회전하면서 부품을 냉각시키는 다수개의 날개를 갖는 냉각팬을 구비하는 차량용 교류발전기에 있어서, 날개는 회전방향에 대한 클로 폴의 선단과 어긋나도록 설치된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안이 적용되는 일반적인 차량용 교류발전기는 도 2에 도시한 바와 같이, 그 내부부품을 지지하는 바깥틀로 한쌍의 전, 후방브래킷(101,102)으로 구성된 브래킷(100)이 마련되며, 브래킷(100) 내부중심에는 한쌍의 전, 후방베어링(103,104)에 의해 축지되고, 그 일단부가 전방브래킷(101)의 외측으로 돌출되어 이에 풀리(105)가 결합되는 회전축(106)이 설치된다. 이와 같이 마련된 회전축(106)에는 회전자(130)가 결합되고, 브래킷(100)의 내주면에는 회전자(130)에 의해 교류가 유기되는 고정자(120)가 마련된다. 또한, 후방브래킷(102)의 외측으로 연장된 회전축(106)에는 슬립링(107)이 압입되고, 슬립링(107)과 접촉하면서 회전자(130)에 통전하는 브러시(108)가 마련된다. 이 가운데 회전자(130)는 브러시(108)로 부터 슬립링(107)을 통해 들어온 여자전류에 의해 자속을 발생하는 계자코일(131)과, 계자코일(131)을 수용하고 이로 인해 발생된 자속으로 자석이 되는 한쌍의 폴코어(132)를 구비한다. 이 회전자(130) 둘레에 마련된 고정자(120)는 브래킷(100)의 내주면에 고정된 고정자 코어(121)와 고정자 코어(121)의 내측에 마련되어 회전하는 회전자(130)에 의해 교류를 유기시키는 고정자 코일(121)을 구비한다. 그리고, 후방브래킷(102)의 외측에는 브러시(108)와 일체로 되어 발생전압을 규정값으로 유지하는 전압조정기(109)와, 발생교류를 정류하여 직류로 바꾸는 정류기(110)가 설치되어 엔드커버(111)에 의해 감싸져서 보호된다.

이와 같이 구성된 교류발전기는 브러시(108)에 의해 슬립링(107)을 거쳐 계자전류를 공급받은 회전자(130)가 엔진과 벨트 등으로 연결된 풀리(105)와 함께 회전하게 되면 자속의 변화로 고정자 코일(121)에 교류가 유기된다. 이 출력전류는 정류기(110)에서 정류되어 차량의 각 부분에 공급하게 된다.

한편, 회전자(130)의 양측에는 회전자(130)에 고정설치되어 교류발전기의 부품을 냉각시키는 한쌍의 냉각팬(140)이 설치된다. 이 냉각팬(140)은 회전자(120)와 함께 회전하여 회전에 따라 브래킷(100)과 엔드커버(111)에 형성된 통기공(112)으로 공기의 유출입이 일어난다.

도 3은 회전자(130)와 냉각팬(140)의 배치구조를 보인 도면으로, 우선, 한쌍의 폴코어(132)는 각각 다수개의 클로 폴(claw pole,132a)로 이루어지고, 이 클로 폴(132a)은 각각 하나의 자극을 형성하므로, 클로 폴(132a)의 갯수에 따라 자극수를 결정하게 된다. 그리고, 이러한 폴코어(132)와 위치관계를 갖고 설치된 냉각팬(140)은 원판상의 몸체(141)에서 방사상으로 연장된 날개(142)를 구비하는데, 날개(142)는 단부로 갈수록 폭이 좁아지는 수평날개(142a)와 수평날개(142a)의 일부를 벤딩시킨 수직날개(142b)로 구성된다.

이 때, 본 고안의 특징적인 부분으로, 이러한 냉각팬의 날개(140), 특히 수직날개(142b)를 회전자(130)의 회전방향에 대한 클로 폴(132a)의 선단과 일치되지 않게 설치한다. 다시 말하면, 냉각팬(140)의 날개(142)를 클로 폴(132a)상에 위치시키든지, 이웃하는 클로 폴(132a)사이에 위치시켜 준다. 이는 냉각팬(140)과 회전자(130)사이에서 발생하는 소음을 감소시기 위한 것으로, 회전자(130)의 클로 폴(132a)과 냉각팬(140)의 날개(140)가 공기와 부딪치면서 발생하는 풍음이 동시에 발생하는 것을 막고, 공진됨을 방지하기 위함이다. 특히, 클로 폴(132a)의 선단으로부터 냉각팬(140)의 날개(142)가 10도 내지 20도의 각으로 벗어나 있을 때 가장 효과적으로 소음을 저감시킬 수 있다.

이렇게 냉각팬 날개와 회전자의 클로 폴 선단을 엇갈려 설치함으로 인해 발생되는 소음값을 회전수에 따라 측정하여 도시한 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 4는 회전방향에 대한 클로 폴의 선단과 냉각팬의 날개가 일치되어 회전하였을 때의 소음곡선(A')과 서로 엇갈리게 배치되어 회전하였을 때의 소음곡선(A)을 함께 도시한 비교그래프로, 이는 회전자와 냉각팬사이에서만 발생되는 소음값만을 발췌하여 측정한 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 회전방향에 대한 클로 폴의 선단과 냉각팬의 날개가 일치되었을 경우의 소음곡선(A')이 일치되지 않을 경우의 소음곡선보다 상측에 위치하므로, 소음레벨이 더 높음을 볼 수 있다.

또한, 도 5는 회전방향에 대한 클로 폴의 선단과 냉각팬의 날개가 일치되어 회전하였을 때의 전체적인 교류발전기의 소음곡선(B')과 서로 엇갈리게 배치되어 회전하였을 때의 소음곡선(B)을 함께 도시한 비교그래프이다. 이에 도시한 바와 같이, 회전방향에 대한 클로 폴의 선단과 냉각팬의 날개가 일치되었을 경우의 소음곡선(B')이 일치되지 않을 경우의 소음곡선(B)보다 역시 높게 나타남을 볼 수 있다.

이러한 그래프들에서 보여준 바와 같이, 회전자에 대한 냉각팬의 날개위치에 따라 소음의 현저한 차이를 볼 수 있으며, 본 고안에 따른 냉각팬의 날개위치로 인해 소음값이 현격하게 떨어지게 된다. 그리고, 이에 따라 교류발전기의 전체적인 소음도 저감된다.

본 고안에 따른 차량용 교류발전기는 회전자의 회전방향에 대한 클로 폴의 선단과 냉각팬의 날개위치가 일치되지 않게 배치한다.

따라서, 회전자의 클로 폴과 냉각팬의 날개가 공기와 마찰하면서 발생하는 풍음이 동시에 같은 위치에서 발생하지 않으므로 간섭소음이 저감되고, 공진을 방지하는 이점이 있다.

또한, 냉각팬의 회전수를 유지하면서 공진되는 것을 방지함으로써, 풍량은 유지되고, 교류발전기의 전체적인 소음이 저감되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 브래킷의 내주면에 설치된 고정자, 소정간격간격으로 이격되어 형성된 클로 폴을 갖는 회전자의 폴코어, 상기 회전자의 외측에 설치되어 상기 회전자와 함께 회전하면서 부품을 냉각시키는 다수개의 날개를 갖는 냉각팬을 구비하는 차량용 교류발전기에 있어서,

   상기 날개(142)는 회전방향에 대한 상기 클로 폴(132a)의 선단과 어긋나도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 날개(142)는 상기 클로 폴(132a)의 선단으로부터 151+5도의 각을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.