KR20020054785A - 차량용 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전기의 풍절음을 개선시키며, 발전기의 냉각성능의 개선시킬 수 있는 차량용 발전기에 관한 것이다. 본 발명은 차량용 발전기에 있어서, 상기 발전기의 외곽 형태를 이루는 하우징과; 상기 하우징의 내부에 장착되어 상기 차량의 배터리로부터 기본 전원을 공급받아서 전자석을 형성하는 로터와; 상기 로터의 전, 후측에 장착되어 상기 발전기 내부에서 발생되는 열을 냉각시키는 각각의 쿨링 팬과; 상기 로터의 외주면을 감싸는 원통형의 스테이터와; 상기 스테이터의 양끝단에 와이어링 되어 상기 로터의 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 상기 하우징의 측면을 통해 배출되는 송풍량을 감소시키는 스테이터 코일을 포함하여 구성한다.

Description

차량용 발전기{ALTERNATOR OF VEHICLE}

본 발명은 차량용 발전기에 관한 것으로서, 특히 발생 소음을 감소시키는 차량용 발전기에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 발전기(10)의 구성을 도시한 도면이다.

통상적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 차량용 발전기(10)(Alternator)의 구성은 스테이터(12)(Stator), 로터(14)(Rotor), 하우징(Housing), 풀리(Pulley), 레귤레이터(Regulator) 등으로 구성된다.

스테이터(12)는 원통형의 스테이터(12)와 스테이터(12) 양끝단을 알파벳 "U"자 형태로 감은 스테이터 코일로 구성되어 있다.

로터(14)는 상기 차량의 배터리로부터 기본 전원을 공급받아서 전자석을 형성한다. 로터(14)는 일반적으로 앞의 6개 폴(Pole)과 뒤의 6개 폴(Pole)이 쌍을 이루고 있으며 로터(14) 전, 후 끝단에는 냉각을 위한 쿨링 팬(16, 18)(Cooling Fan)이 장착된다.

하우징은 발전기(10) 외곽 형태를 이루는 기능을 한다.

이와 같이 구성되는 발전기(10)는 냉각 성능이 충방전 성능을 좌우하게 되며, 통상적으로 로터(14) 전, 후에 쿨링 팬(16, 18)을 장착하고 있어 풍절음이 발생하게 되는데 경우에 따라서는 심각한 문제로 대두되기도 한다.

풍절음의 경우는 대부분 고속 구간에서 문제가 되는 경우가 많으며, 소음을 개선하기 위해서는 엔진과의 회전수비를 낮추는 방법이 가장 효과적이나 낮은 엔진 회전수(RPM)로 인해 발전기(10)의 충방전 성능이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 또한, 쿨링 팬(16, 18)의 송풍량을 줄여 소음을 개선시키게 되는 경우도 발전기(10)의 충방전 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 발전기의 풍절음을 개선시키며, 발전기의 냉각성능의 개선시킬 수 있는 차량용 발전기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량용 발전기에 있어서, 상기 발전기의 외곽 형태를 이루는 하우징과; 상기 하우징의 내부에 장착되어 상기 차량의 배터리로부터 기본 전원을 공급받아서 전자석을 형성하는 로터와; 상기 로터의 전, 후측에 장착되어 상기 발전기 내부에서 발생되는 열을 냉각시키는 각각의 쿨링 팬과; 상기 로터의 외주면을 감싸는 원통형의 스테이터와; 상기 스테이터의 양끝단에 와이어링 되어 상기 로터의 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 상기 하우징의 측면을 통해 배출되는 송풍량을 감소시키는 스테이터 코일을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 발전기의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 발전기의 스테이터 코일 형상을 도시한 도면.

도 3은 도 2의 "A"부 상세도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 발전기의 소음 개선 효과를 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 발전기의 스테이터 코일 형상을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 스테이터 코일은 전측과 후측으로 대비되며, 전측은 종래의 기술에서와 같은 와이어링 형태를 갖고, 후측은 도 2에 도시된 바와 같이 개선된 와이어링 형태를 갖는다. 도 3은 도 2의 "A"부 상세도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 발전기의 소음 개선 효과를 도시한 도면이다. 도 4의 가로축은 엔진 회전수를 나타내고, 세로축은 발전기 소음의 크기를 나타낸다. 또한, 도 4의 ⓐ와 ⓑ는 각각 변경전과 변경후의 엔진 회전수에 대비되는 발전기의 소음을 나타낸 것이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예는 차량용 발전기에 있어서, 하우징, 로터, 로터의 전, 후측에 각각 장착되는 쿨링 팬, 스테이터(20), 상기 스테이터(20)의 양끝단에 와이어링 되어 상기 로터의 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 상기 하우징의 측면을 통해 배출되는 송풍량을 감소시키는 스테이터 코일(22)을 포함하여 구성한다.

상기 로터의 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 상기 스테이터(20)의 후측에 와이어링 되는 스테이터 코일(22)의 단부에는 상기 스테이터 코일(22)의 형상을 따라 안내되어 상기 하우징의 측면으로 배출되는 공기의 흐름을 차단하는 블록킹부(24)가 형성된다.

상기 후측 쿨링 팬의 블레이드 형상을 센트리퓨걸 팬 타입(Centrifugal Fan Type)으로 구성하여 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 스테이터 코일(22)과의 갭을 통해 하우징의 측면으로 방사되는 송풍량을 감소시킨다.

본 발명의 실시예는 종래의 발전기 구성요소에 새로운 부품을 추가하거나 삭제하는 경우가 아닌 기존 스테이터의 스테이터 코일(22) 와이어링(Wiring) 형태를 개선하고, 쿨링 팬의 블레이트(Blade)의 형상을 개선한 것이다.

즉, 종래의 발전기 소음 문제가 제기되었던 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 하우징 사이에서 발생하는 풍절음을 저감시키기 위해 주요 개선 위치를 로터의 후반부로 하였으며, 소음 개선 방법 가운데 쿨링 팬의 송풍량을 저감시키는 것이다.

후측 쿨링 팬의 블레이드가 만드는 소음의 원리를 살펴보면 후측 쿨링 팬의 블레이드와 스테이터(20)의 후측에 와이어링 되는 스테이터 코일(22) 끝단과의갭(Gap)에서 형성되는 높은 압력이 강한 풍절음을 발생시킴으로써 후측 쿨링 팬의 블레이드와 스테이터 코일(22)과의 갭을 늘리기 위해 후측 쿨링 팬의 직경을 감소시킨다. 참고적으로 후측 쿨링 팬의 블레이드와 스테이터 코일(22)과의 갭은 종래의 기술에서 2.5mm인 것을 본 발명의 실시예에서는 3.5mm로 약 1mm 증가된다. 또한 후측 쿨링 팬의 블레이드 형상을 믹스드 팬 타입(Mixed Fan Type)에서 센트리퓨걸 팬 타입(Centrifugal Fan Type)으로 변경하여 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 스테이터 코일(22)과의 갭을 통해 하우징의 측면으로 방사되는 송풍량이 감소된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 발전기의 구동에 따라 하우징의 측면으로 방사되는 송풍량을 감소시켜 풍절음에 따른 소음을 감소시키며, 발전기의 냉각 성능 향상을 위해 스테이터 코일(22)의 와이어링 형상을 변경한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 발전기는 발전기의 측면 방사 소음 감소 및 열전달 단면의 증가로 인해 발전기 냉각 성능을 기존 수준으로 유지시킴으로서 소음 감소와 충방전 성능의 유지를 이룰 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 차량용 발전기에 있어서,

   상기 발전기의 외곽 형태를 이루는 하우징과;

   상기 하우징의 내부에 장착되어 상기 차량의 배터리로부터 기본 전원을 공급받아서 전자석을 형성하는 로터와;

   상기 로터의 전, 후측에 장착되어 상기 발전기 내부에서 발생되는 열을 냉각시키는 각각의 쿨링 팬과;

   상기 로터의 외주면을 감싸는 원통형의 스테이터와;

   상기 스테이터의 양끝단에 와이어링 되어 상기 로터의 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 상기 하우징의 측면을 통해 배출되는 송풍량을 감소시키는 스테이터 코일을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.
2. 제1항에 있어서, 상기 로터의 후측 쿨링 팬의 블레이드 측면과 상기 스테이터의 후측에 와이어링 되는 스테이터 코일의 단부에는 상기 스테이터 코일의 형상을 따라 안내되어 상기 하우징의 측면으로 배출되는 공기의 흐름을 차단하는 블록킹부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.
3. 제1항에 있어서, 상기 후측 쿨링 팬의 블레이드 형상을 센트리퓨걸 팬 타입(Centrifugal Fan Type)으로 구성하여 후측 쿨링 팬의 블레이드와 스테이터 코일과의 갭을 통해 하우징의 측면으로 방사되는 송풍량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량용 발전기.