KR20030064973A - 차량용 교류발전기 - Google Patents

Abstract

고출력·고효율을 실현할 수 있고 소음을 감소시킬 수 있는 차량용 교류발전기에 관한 것으로써, 다상고정자권선(16)은 긴소선(30)이 고정자철심(15)의 단면측의 슬롯(15a)의 밖에서 꺽어 접어지고, 슬롯(15a)의 깊이방향으로 내층과 외층을 교호되게 되도록 권장하고, 고정자철심(15)의 단면측 슬롯 밖에서 꺽어 접어진 소선(30)의 턴부(30a)는 동일형으로 둘레방향으로 동등피치로 배열된 코일엔드군 (16a,16b)을 구성하고, 코일엔드군(16a,16b)은 경방향으로 복수열 배치되어 코일엔드군(16a,16b)에 대향되는 회전자(7)의 축방향의 단부에 설치된 팬(5)에 의하여 발생하는 경방향으로 흐르는 냉각풍(D)이 코일엔드군(16a,16b)을 통풍시키는 것이다.

Description

차량용 교류발전기{ALTERNATOR}

이 발명은 승용차, 트럭등의 내연기관에 의하여 구동되는 차량용 교류발전기에 관한 것으로, 특히 고출력·고효율을 실현할 수 있고, 또 소음을 감소시킬 수 있는 차량용 교류발전기에 관한 것이다.

(종래의 기술)

발전기를 소형고출력으로 하기 위하여 발열부인 코일엔드에 냉각풍이 통풍되고, 또 이 부위의 통풍에 의한 풍소음을 억제하기 위하여 통풍저항인 코일엔드를 작게할 필요가 있다. 즉 고정자의 자기회로내에 수납되는 전기도체의 점적율(占積率)향상과 고정자권선의 연결부(고정자철심외의 연결부를 코일엔드라 부른다)의 정렬화 및 고밀도화가 필요하게 되는 것이다.

고정자의 전기도체에 편평형이고 짧은 도체세그먼트를 사용하여 전기도체의 점적율향상이나 코일엔드의 정렬화 및 고밀도화를 도모하기 위한 구조로써 일본국 특허번호 2927288호의 공보에 제안되여 있다.

그러나 이 공보에 기재되여 있는 고정자의 권선은 다수의 짧은 세그먼트로 구성되여 있기 때문에 연결을 위한 용접부가 형성되여 있다.

그리고 이 용접부의 존재는 코일엔드의 높이를 낮게하는데 한계가 있음과 동시에 간섭음의 원이 되었다.

한편, 일본 특개평11-164519호 공보에 코일엔드군의 냉각성을 향상시키기 위하여 축방향으로 코일의 높이를 변동시켜 노출표 면적을 크게하는 기술이 기재되여 있다.

그러나 이 구성은 코일엔드의 높이가 커지게 되기 때문에 동손(銅損)이 커지고, 발열이 증대되여 냉각성은 상승되여도 온도저감에 한계가 있었다.

또 팬으로부터의 냉각풍의 경방향 흐름에 대하여 받는 면적이 크기 때문에 결과적으로 코일엔드가 통풍저항이 되고 압력손실이 증가되여 소음을 악화시키는 것이다.

이 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 발명된 것으로써 고출력·고효율을 실현할 수 있으며 또 소음을 감소시킬 수 있는 차량용 교류발전기를 얻는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

이 발명에 관한 차량용 교류발전기는 회전자와, 회전자와 대향배치된 고정자철심 및 고정자철심에 장착된 다상고정자권선을 가진 고정자와, 회전자 및 고정자를 수납시켜 지지하는 브래킷을 가진 차량용 교류발전기에 있어서, 고정자철심은 축방향으로 연장되는 슬롯이 둘레방향으로 소정피치로 복수개 형성되며, 다상고정자권선은 긴소선이 고정자철심의 단면측의 슬롯 밖에서 접어 꺽어서 소정슬롯마다슬롯내에서 슬롯 깊이방향으로 내층과 외층을 교호되게 권착되게 하고, 고정자철심의 슬롯내에는 복수의 소선이 경방향 1렬로 배열시키며, 고정자철심의 단면측의 슬롯 밖에서 접어 꺽은 소선의 턴부는 동일형상으로 둘레방향에 동등피치로 배열된 코일엔드군을 구성하며, 코일엔드군은 경방향으로 복수열로 배치되고, 코일엔드군에 대향하는 회전자의 축방향 단부에 설치된 팬에 의하여 발생하는 경방향으로 흐르는 냉각풍이 코일엔드군을 통풍하게 된다.

또 회전자의 자극은 손톱형자극이면 팬은 손톱형자극의 축방향 단부에 설치되여 있으며 손톱형자극의 어깨부는 코일엔드군에 대향되게 배치되여 있으며, 팬은 코일엔드군의 반고정자철심측에 형성되는 통풍로에 대향되여 있는 것이다.

또 손톱형자극의 어깨부에 단면이 직선형 또는 단면이 곡선형의 제육부가 만들어져 있으며, 회전자의 최외경면과 제육부의 능선의 교선부가 고정자철심의 단면에 합치되여 있다.

또, 손톱형자극의 어깨부에 단며이 직선형 또는 단면이 곡선형의 제육부가 만들어져 있으며, 손톱형자극의 축방향의 단부면과 제육부의 능선의 교선부에 팬의 외경이 합치되여 있다.

또, 손톱형자극의 어깨부에 단면이 직선형 또는 단면이 곡선형의 제육부가 만들어져 있으며, 회전자의 최외경면과 경부의 능선의 교선부가 고정자철심의 단면에 합치되고 손톱형자극의 축방향 단부면과 제육부의 능선의 교선부에 팬의 외경이 합치되여 있다.

또, 팬은 날개면이 제육부측으로 경사지게 만들어져 있다.

또, 브래킷내에서 팬의 대향부는 대략공간이다.

또, 코일엔드군의 내주부에 평면화수단이 만들어져 있다.

또, 코일엔드군의 정상부에 평면화수단이 만들어져 있다.

또, 코일엔드군의 내주부와 정상부에 평면화수단이 만들어져 있다.

또한, 브래킷의 코일엔드군에 대향하는 부분은 평활면으로 되여 있고, 평활면과 코일엔드군 정상부에 의하여 냉각풍의 송풍로가 형성되여 있다.

도 1은 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시한 단면도.

도 2는 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 회전자를 표시한 사시도.

도 3은 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시한 사시도.

도 4는 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 있어서 고정자권선의 1상분(相分)의 결선상태를 설명한 평면도.

도 5는 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 회로도.

도 6은 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용된 고정자권선을 구성하는 권선군의 제조공정을 설명하는 도면.

도 7은 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용된 고정자권선을 구성하는 권선군의 제조공정을 설명하는 도면.

도 8은 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용된 고정자권선을 구성하는 내층측의 소선군을 표시한 도면.

도 9는 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용된 고정자권선을 구성하는 외층측의 소선군을 표시한 도면.

도 10은 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용된 고정자권선을 구성하는 소선의 요부를 표시한 사시도.

도 11은 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용된 고정자권선을 소선의 배열을 설명하는 도면.

도 12는 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자철심의 구조를 설명하는 도면.

도 13은 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 제조공정을 설명하는 공정단면도.

도 14는 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선군의 철심에로의 장착상태를 표시한 평면도.

도 15는 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 제조공정을 설명하는 공정단면도.

도 16은 이 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시한 단면도.

도 17은 이 차량용 교류발전기의 회전자를 표시한 사시도.

도 18은 이 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시한 단면도.

도 19는 이 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시한 단면도.

도 20은 이 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프론트브래킷, 1c : 평활면,

2 : 리어브래킷, 7 : 회전자,

8,8A,8B : 고정자, 15 : 고정자철심,

15a : 슬롯, 15b : 개구부,

16,16A : 다상(多相)고정자권선,

16a : 프론트측 코일엔드군,

16b : 리어측 코일엔드군,

22,23 : 손톱형자극(磁極),

22a,22b : 제육부(除肉部), 25 : 절연성수지,

30 : 소선, 30a : 턴부,

30b : 제1연출부(延出部), 30c : 제2연출부,

31 : 제1권선, 32 : 제2권선,

33 : 제3권선, 34 : 제4권선,

101,102,103 : 차페판(평면화수단), C,F : 통풍로,

D,E : 냉각풍.

[발명의 실시의 형태]

실시의 형태 1.

도 1은 이 발명의 실시의 형태 1에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시한 단면도.

도 2는 이 차량용 교류발전기의 회전자를 표시한 사시도.

도 3은 이 차량용 교류발전기의 고정자를 표시한 사시도.

도 4는 이 차량용 교류발전기에 있어서, 고정자권선의 1상분의 결선상태를 설명하는 평면도.

도 5는 이 차량용 교류발전기의 회로도.

도 6 및 도 7은 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 권선군의 제조공정을 설명하는 도면이다.

도 8은 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 내층측의소선군을 표시한 도면이며,

도 8의 (a)는 그 측면도, 도 8의 (b)는 그 평면도이다.

도 9는 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 외층측의 소선군을 표시한 도면으로써 도 9의 (a)는 그 측면도, 도 9의 (b)는 그 평면도이다.

도 10은 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 요부를 표시한 사시도.

도 11은 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선의 배열을 설명한 도면이다.

도 12는 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자철심의 구조를 설명하는 도면으로써 도 12의 (a)는 그 측면도, 도 12의 (b)는 그 배면도이다.

도 13은 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 제조공정을 설명하는 공정단면도.

도 14는 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자권선을 구성하는 소선군의 철심에 장착상태를 표시한 평면도이다.

도 15는 이 차량용 교류발전기에 적용되는 고정자의 제조공정을 설명하는 공정단면도이다.

그리고 도 3에서는 리드선 및 연결선이 생략되여 있다.

도 1에 있어서 차량용 교류발전기는 런델형(Lundell Type)의 회전자(7)가 알루미늄제의 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)으로 구성된 케이스(3)내에 샤프트(6)를 통하여 회전자재하게 장착되고, 고정자(8)가 회전자(7)의 외주측을 덮게끔 케이스(3)의 내벽면에 고착되게 구성되여 있다.

샤프트(6)는 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)에 회전할 수 있게 지지되여 있다.

이 샤프트(6)의 일단에는 풀리(4)가 고착되여 엔진의 회전토크를 벨트를 통하여 샤프트(6)에 전달할 수 있도록 되여 있다.

회전자(7)에 전류를 공급하는 슬립링(9)이 샤프트(6)의 타단부에 고착되고 한쌍의 브러시(10)가 이 링(9)에 접동되도록 케이스(3)내에 배설된 브러시홀더 (11)에 수납되여 있다.

고정자(8)에서 발생하는 교류전압의 크기를 조정하는 레귤레이터(18)가 브러시홀더(11)에 감착된 히트싱크(17)에 접착되여 있다. 고정자(8)에 전기적으로 접속되고, 고정자(8)에서 발생된 교류를 직류로 정류하는 정류기(12)가 케이스(3)내에 장착되여 있다.

도 2에 있어서, 회전자(7)는 전류를 흘려서 자석을 발생시키는 회전자코일 (13)과 이 회전자코일(13)에서 발생된 자속에 의하여 자극이 형성되는 한쌍의 폴코어(20,21)등으로 구성된다.

한쌍의 폴코어(20,21)는 철제로써 각각 8개의 손톱형자극(22,23)이 외주면에 둘레방향으로 등각피치로 돌설되고, 손톱형자극(22,23)을 맞물리게끔 대향되여 샤프트(6)에 고착되여 있다.

또한, 팬(5)이 회전자(7)의 축방향의 양단에 고착되여 있다.

도 1에 있어서 흡기공(1a,2a)이 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)의 축방향의 양단에 설치되고, 배기공(1b,2b)이 프론트브래킷(1) 및 리어브래킷(2)의 외주양 어깨부에 고정자권선(16)의 프론트측 및 리어측의 코일엔드군(16a,16b)의 경방향 외측에 대향되게 설치되여 있다.

고정자(8)는 도 3에 표시한 바와 같이 축방향으로 연장된 슬롯(15a)이 둘레방향으로 소정위치에 복수개 형성된 원통형 적층절심으로된 고정자철심(15)과, 고정자철심(15)에 권장된 다상고정자권선(16)과, 각 슬롯(15a)내에 장착되여 다상고정자권선(16)과 고정자철심(15)을 전기적으로 절연시키는 인슐레이터(19)를 구비하고 있다.

그리고 다상고정자권선군(16)은 1개의 소선(30)이 고정자철심(15)의 단면측의 슬롯(15a)의 밖으로 접어 꺽어져서 소정슬롯수마다 슬롯(15a)내에서 슬롯의 깊이방향으로 내층과 외층을 교호하게 되도록 파형으로 권장된 권선을 복수개 구비하고 있다.

여기에서는, 고정자철심(15)에는 회전자(7)의 자극수에 대응되게 3상 고정자권선(160)을 2개조 수용되도록 96개의 슬롯(15a)이 등간격으로 형성되여 있다.

소선(30)에는 절연피복된 장방향 단면을 가진 긴 동선재가 사용되는 것이다.

다음에 1상분의 고정자권선군(161)의 권선구조에 관하여 도 4에 의하여 구체적으로 설명한다.

1상분의 고정자권선군(161)은 각각 1개의 소선(30)으로 되는 제1 내지 제4권선(31~34)으로 구성되여 있다.

그리고 제1권선(31)은 1개의 소선(30)을 슬롯번호 1번에서 91번까지 6슬롯마다 슬롯(15a)내의 외주측에서 1번째 위치와 외주측에서 2번째 위치를 교호로 되도록 파형으로 권회하여 구성되여 있다.

제2권선(32)은 소선(30)을 슬롯번호 1번에서 91번까지 6슬롯마다 슬롯(15a)내의 외주측에서 2번째 위치와 외주측에서 1번째 외주를 교호되게 되도록 파형으로 권회하여 구성되여 있다.

제3권선(33)은 소선(30)을 슬롯번호 1번에서 91번까지 6슬롯마다 슬롯(15a)내의 외주측에서 3번째 위치와 외주측에서 4번째 위치를 교호되게 되도록 파형으로 권회하여 구성되여 있다.

제4권선(34)은 소선(30)을 슬롯번호 1번에서 91번까지 6슬롯마다 슬롯(15a)내의 외주측에서 4번째의 위치와 외주측에서 3번째 위치를 교호되게 되도록 파형으로 권회하여 구성되여 있다.

그리고 각 슬롯(15a)내에는 소선(30)이 장방향 단면의 길이방향을 경방향으로 정돈하여 경방향으로 1렬로 4개를 나란히 배열되여 있다.

그리고 고정자철심(15)의 일단측에 있어서, 슬롯번호 1번에서 연장되는 제1권선(31)의 단부(31a)와, 슬롯번호 91번에서 연장되는 제3권선(33)의 단부(33b)가 접합되고, 다시 슬롯번호 1번에서 연장되는 제3권선(33)의 단부(33a)와, 슬롯번호 91번에서 연장되는 제1권선(31)의 단부(31b)접합되여 2턴(Turm)의 권선이 형성되여 있다.

또한 슬롯번호 61번과 67번에서 고정자철심(15)의 일단측으로 연장되는 제2권선(32)의 소선(30)의 부분이 절단되고 슬롯번호 67번과 73번에서 고정자철심(15)의 일단측으로 연장되는 제1권선(31)의 소선(30)의 부분이 절단된다. 그리고 제1 권선(31)의 절단단부(31c)와 제2권선(32)의 절단단부(32c)가 접합되여 제1 내지 제 4권선(31~34)을 직렬접속 시켜서 된 4턴의 1상분의 고정자권선군(161)이 형성되여 있다.

또 제1권선(31)의 절단단부(31c)와 제2권선(32)의 절단단부(32c)의 접합부가 연결된 접속부로 되고, 제1권선(31)의 절단단부(31d)와 제2권선(32)의 절단단부 (32d)가 각각 리드선(O) 및 중성점(N)으로 된다.

이와 같이하여 소선(30)이 권장되는 슬롯(15a)을 하나 건너서 6상분의 고정자권선(161)이 형성되여 있다.

도 5에 표시되여 있는 바와 같이 고정자권선군(161)이 3상분씩 성형(星型)결선되여 2개조의 3상 고정자권선군(160)을 형성하고, 각 3상 고정자권선군(160)이 각각 정류기(12)에 접속되여 있다. 각 정류기(12)의 직류출력은 병렬로 접속되여 합성되여 있다.

여기에서 제1 내지 제4권선(31~34)을 구성하는 각소선(30)은 1개의 슬롯 (15a)에서 고정자철심(15)의 단면측으로 연장하여 꺽어 접어 6슬롯 떨어진 슬롯 (15a)에 들어가도록 파형으로 권장되여 있다.

그리고 각소선(30)은 6슬롯마다 슬롯 깊이방향(경방향)에 대하여 내층과 외층이 교호하게 되도록 권장되여 있다.

고정자철심(15)의 단면측으로 연장되여 꺽어 접은 소선(30)의 턴부(30a)가코일엔드를 형성하고 있다.

그래서, 고정자철심(15)의 양단에 있어서 동일형상으로 형성된 턴부(30a)가 둘레방향으로 또 경방향으로 서로 리간되여서 2렬로 둘레방향으로 정연하게 배열되여 코일엔드군(16a,16b)을 형성하고 있다.

고정자(8)의 조립방법에 관하여 도 6 내지 도 15에 의하여 구체적으로 설명한다. 도 6에 표시되여 있는 바와 같이 12개의 긴소선(30)을 동시에 동일평면상에서 N형으로 절곡 형성한다.

도 7의 화살표로 표시한 바와 같이 직각방향으로 공구에 의하여 꺽어 접어서 도 8에 표시한 바와 같은 소선군(35A)을 제작한다.

또한 이와 같이해서 도 9에 표시된 바와 같이 연결선 및 리드선을 가진 소선군(35B)을 제작한다.

그리고 소선군(35A,35B)이 장착된 철심(36)을 환형으로 쉽게 성형하기 위하여 후권선권(35A,35B)은 300℃에서 10분간 소둔처리한다.

또한 각소선(30)은 도 10에 표시된 바와 같이 턴부(30a)에서 연결된 직선부 (30b)가 6슬롯피치(6P)로 배열된 평면형 패턴으로 절곡 형성되여 있다.

그리고, 직선부(30b)가 턴부(30a)에 의하여 소선(30)의 폭(W)만큼 비켜져 있다.

소선군(35A,35B)은 이와 같은 패턴으로 형성된 2개의 소선(30)을 도 11에 표시되여 있는 바와 같이 6슬롯피치 비켜서 직선부(30b)를 중첩되게 배열시킨 소선쌍이 1슬롯피치씩 비켜서 6쌍 배열되여 구성되여 있다.

그리고 소선(30)이 단부가 소선군(35A,35B)의 양단의 양측에 6개씩 연장되여 있다.

또 턴부(30a)가 소선권(35A,35B)의 양측부에 정열되여 있다. 또 사다리꼴형상의 슬롯(36a)이 소정피치(전기각으로 30°)로 형성된 SPCC재를 소정매수 적층하여 그 외주부를 레저용접시켜 도 12에 표시한 바와 같이 직육면체의 철심(36)을 제작한다.

그리고 도 13의 (a)에 표시한 바와 같이 인슐레이터(19)가 철심(36)의 슬롯 (36a)에 장착되여 2개의 소선권(35A,35B)의 각 직선부를 각슬롯(36a)내에 겹쳐서 넣는다.

이로 인하여 도 13의 (b)에 표시한 바와 같이 2개의 소선군(35A,35B)이 철심 (36)에 장착된다.

이때 소선(30)의 직선부(30b)는 인슐레이터(19)에 의하여 철심(36)과 절연되여 슬롯(15a)내에 경방향으로 4개가 나란히 수납되여 있다.

또 2개의 소선군(35A,35B)은 도 14에 표시한 바와 같이 중첩되게 철심(36)에 장착되여 있다.

다음 철심(36)을 둥굴게 하여 그 단면끼리를 맞대기 용접시켜서 도 13의 (c)에 표시한 바와 같이 원통형철심(37)을 얻는다. 철심(36)을 둥굴게 하므로써 슬롯 (36a)(고정자철심의 슬롯 15a에 해당)은 직사각형 단면형상으로 되며, 그 개구부 (36b)(슬롯 15a의 개구부 15b에 해당)는 직선부(30b)의 슬롯폭방향 크기보다 작게된다.

그리고 도 4에 표시된 결선방법에 의하여 각소선(30)의 단부끼리를 결선시켜 고정자권선군(161)을 형성한다.

그 다음 철심(37)이 SPCC재를 적층시켜서 된 원통형 외장철심(38)에 삽입한 후 수축고착 일체화하여 도 15에 표시한 고정자(8)를 얻는다.

여기에서 철심(37)과 외장철심(38)을 일체화한 것이 고정자철심(15)에 해당된다.

이와 같이 구성된 차량용 교류발전기에서는 전류기배터리(도시않음)에서 브러시(10) 및 슬립링(9)을 통하여 회전자코일(13)에 공급되여 자속이 발생된다.

이 자속에 의하여 한쪽의 폴코어(20)의 손톱형자극(22)이 N극으로 착자되고, 다른쪽의 폴코어(21)의 손톱형자극(23)이 S극으로 착자된다.

한편 엔진 회전토크가 벨트 및 풀리(4)를 통하여 샤프트(6)에 전달되여 회전자(7)와 회전된다.

그래서 다상고정자권선(16)에 회전자계가 부여되여 다상고정자권선(16)에 기전력이 발생된다.

이 교류기전력이 정류기(12)를 통하여 직류로 정류됨과 동시에 그 크기가 레귤레이터(18)에 의하여 조정되여 배터리에 충전되는 것이다.

그리고 리어측에 있어서는 팬(5)의 회전에 의하여 외기가 정류기(12)의 히트싱크 및 레귤레이터(18)의 히트싱크(17)에 각각 대향되게 설치된 흡기공(2a)을 통하여 흡입되여 샤프트(6)의 축을 따라 흘러서 정류기(12) 및 레귤레이터(18)를 냉각시킨 후 팬(5)에 의하여 원심방향으로 구부러져서 다상고정자권선(16)의 리어측코일엔드군(16b)을 냉각시키며, 배기공(2b)에서 외부로 배출된다.

한편 프론트측에 있어서는 팬(5)의 회전에 의하여 외기가 흡기공(1a)에서 축방향으로 흡입되고 그후 팬(5)에 의하여 원심방향으로 구부러져서 다상고정자권선 (16)의 프론트측 코일엔드군(16a)을 냉각시키고, 배기공(1b)에서 외부로 배출된다.

이와 같이 이 실시의 형태 1에 의하면, 이 발명에 관한 차량용 교류발전기는 회전자(7)와, 회전자(7)와 대향배치된 고정자철심(15) 및 고정자철심(15)에 장착된 다상고정자권선(16)을 가진 고정자(8)와, 회전자(7) 및 고정자(8)를 수납시켜 지지하는 브래킷(1,2)을 가진 차량용 교류발전기에 있어서, 고정자철심(15)은 축방향으로 연장되는 슬롯(15a)이 둘레방향으로 소정피치로 복수개 형성되고, 다상고정자권선(16)은 긴소선(30)이 고정자철심(15)의 단면측 슬롯(15a)밖으로 꺽어 접어 소정슬롯(15a) 외측에 수마다 슬롯(15a)외내에서 슬롯(15a)외측에 깊이방향으로 내층과 외층을 교호하게 되도록 권장하고, 고정자철심(15)의 슬롯(15a)외내에는 복수의 소선(30)이 경방향 1렬로 하고, 고정자철심(15)의 단면측 슬롯(15a)밖에서 꺽어 접은 소선(30)의 턴부(30a)는 동일형상으로 둘레방향에 동등피치로 코일엔드군(16a, 16b)을 구성하며, 코일엔드군(16a,16b)은 경방향으로 2렬 배치되여 코일엔드군 (16a,16b)에 대향하는 회전자(7)의 축방향 단부에 설치된 팬에 의하여 발생하는 경방향으로 흐르는 냉각풍이 코일엔드군(16a,16b)을 통풍한다.

그리고 다상고정자권선(16)은 긴소선(30)이 고정자철심(15)의 단면측의 슬롯 (15a) 밖에서 꺽어 접어서 소정슬롯(15a)수마다 슬롯(15a) 내에서 슬롯(15a)깊이방향으로 내층과 외층을 교호하게 되도록 권장되여 있으므로 용접이 필요 없으며 또코일엔드의 높이를 낮게할 수가 있고, 코일동을 감소할 수 있어, 온도저하나 출력, 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

또 냉각풍의 통풍로에 설치되여 있는 코일엔드의 간섭음을 감소시킬 수 있으므로 소음을 감소시킬 수 있는 것이다.

또 내외 한쌍의 턴부(30a)를 축방향으로 중첩함이 없이 경방향으로 2렬로 배치되였으므로 냉각풍의 경방향 흐름에 대하여 2렬의 코일엔드군(16a,16b)의 코일의 축방향 면부, 둘레방향 면부가 노출되여 냉각성이 양호하다.

또 회전자(7)의 자극은 손톱형자극(22,23)이며, 팬(5)은 손톱형자극(22,23)의 축방향 단부에 설치되고, 손톱형자극(22,23)의 어깨부는 코일엔드군(16a,16b)의 반(反)고정자철심측에 형성되는 통풍로(C)에 대향되여 있다. 그리고, 손톱형자극 (22,23)은 팬(5)과 동일하게 코일엔드군(16a,16b)에 송풍냉각기능 구비하여 코일엔드군(16a,16b)을 냉각시킨다.

그리고 코일엔드군(16a,16b)의 반고정자철심측에 형성되는 냉각풍의 통풍로 (C)에 팬(5)이 대향되여 있으며, 이 통풍로(C)에 경방향으로 속도가 빠른 냉각풍 (D)(도 1에 실선으로 표시)에 통풍되므로 통풍로(C)내의 저압력이 발생하고, 손톱형자극(22,23)의 어깨부에 의하여 발생하는 상술한 코일엔드군(16a,16b)을 냉각시키는 냉각풍(E)(도 1에 점선으로 표시)이 유인되여 냉각성을 향상시킨다.

또한 브래킷(1)의 코일엔드군(16a,16b)에 대향하는 부분은 평활면(1c)으로 되여 평활면(1c)과 코일엔드군(16a,16b)의 정상부에서 냉각풍(D)이 유통하는 송풍로(C)가 형성되여 있다.

이 때문에 평활면(1c)은 냉각풍(D)의 흐름을 방해하지 않는다.

그결과 냉각풍(D)의 브래킷(1,2)에 대한 간섭음이 감소된다. 더욱이 냉각풍 (D)은 평활면(1c)에 의하여 정류되여 냉각성이 향상된다.

상기 실시의 형태에서는 고정자철심은 외장철심을 구비하고 있으나 외장철심을 생략하여도 무방하다.

이와 같은 구성에 의하면 외장철심의 삽입공정이 생략되여 생산성이 향상됨과 동시에 내외장철심간의 간격에 의하여 생기는 철심내의 열전도성의 악화나 출력저하, 전자음악화를 억제할 수 있는 것이다.

상기 실시의 형태에서는 장방향 단면의 동선을 소선으로 사용한 경우를 설명하였으나, 소선은 장방향 단면의 동선에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 원형단면의 동선이여도 무방하며, 이러한 구성에 의하면 교차통풍하는 부위에 원형단면형상을 적용하였을 경우에는 통풍저항이 감소되고, 더욱 냉각성이 향상된다. 또 소선의 성형성이 향상되기 때문에 소선의 배설이나 접속이 용이하여 작업성도 한층 향상된다. 더욱이 소선은 동선에 한정되는 것이 아니고, 알루미늄선이여도 무방하다.

실시의 형태 2.

도 16은 이 발명의 실시의 형태 2에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도.

도 17은 이 차량용 교류발전기의 회전자를 표시한 사시도이다.

본 실시의 형태에 있어서는 3개의 소선군이 중첩되여 고정자철심(15)에 장착되여 있다.

이 때문에 코일엔드군(15a,15b)에 있어서, 턴부(30a)가 3렬로 형성되여 있다. 또 손톱형자극(22,23)의 어깨부는 직선형(페이퍼형)으로 절삭되며, 제육부 (22a,23a)가 형성되여 있다. 팬(5)은 실시의 형태 1보다 소경의 것으로써 제육부 (2a,23a)의 크기만큼 후퇴하여 장착되여 있다.

따라서 본 실시의 형태에 있어서는 3렬의 턴부(30a)가 냉각풍의 경방향 흐름에 대하여 효율적으로 냉각된다.

또 손톱형자극(22,23)의 제육부(22a)에 의하여 통풍로가 확대되여 냉각성이 향상된다.

때문에 소경의 팬(5)으로써도 충분한 냉각성을 발휘한다.

또 통풍로가 확대되므로 통풍저항이 더욱 감소되여 소음이 저하된다.

이와 같이 이 실시의 형태 2에 의하면, 손톱형자극(22,23)의 어깨부에 단면 직성형 제육부(22a,23a)가 형성되여 회전자(7)의 최외경면(7a)과 제육부(22a,23a)의 능선의 교선부(G)가 교정자철심(15)의 단면에 합치되여 있다.

그리고 제육부(22a,23a)의 형성결과 둘레방향에 환형으로 연장되는 공간이 형성된다.

이 공간은 통풍로(C)와 인접하는 통풍로(F)로 되기 때문에 냉각풍(D)의 둘레방향 성분이 증가하여 냉각풍(D)의 둘레방향 성분에 의한 냉각성을 향상시킬 수 있다.

이로 인하여 손톱형자극(22,23)의 어깨부의 송풍냉각기능이 저해됨이 없이냉각성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또 고정자철심(15)의 단면의 외주각부와 제육부의 능선이 주방향으로 합치되여 있으므로 간섭음이 감소된다.

또한 이 실시의 형태 2에 의하면 손톱형자극(22,23)의 축방향 단부면과 제육부(22a,23a)의 능선의 교선부(H)에 팬(5)의 외경이 대략 합치되여 있다.

일반적으로 팬(5)은 최외경면측에서 운동량이 제일 크고 냉각풍의 속도가 크기 때문에 토출측 저항은 압력손실을 크게 악화시키는 요인이 되였다.

한편 제육부(22a,23a)의 결과 팬(5)의 경방향 외측에 둘레방향에 환형으로 연장되는 공간이 형성되여 있다.

그리고 손톱형자극(22,23)의 축방향 단부면과 제육부(22a,23a)의 능선의 교선부(H)에 팬(5)의 외경이 합치되고, 팬(5)은 이 공간에 대향되여 있으므로 냉각풍이 팬에서 배출될때 통풍로가 확대되어 팬(5)의 토출측의 압력손실이 감소되여 냉각성이 향상된다.

이와 같이 냉각성을 확보하고 또 팬(5)을 소경으로 할 수 있으므로 소음을 감소시킬 수 있는 것이다.

본 실시의 형태에 있어서는 제육부(22a,23a)는 단면 직성형으로 되여 있으나 이것에 한정하는 것은 아니고, 곡율반경이 커지면 곡선형으로 하여도 무방하다.

이경우 凸면 이어도 凹면 이어도 마찬가지다.

실시의 형태 3.

도 18은 이 발명의 실시의 형태 3에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도이다.

본 실시의 형태에 있어서는 코일엔드군의 내주부에 평면화수단으로써의 차페판(101)이 설치되여 있다.

기타 구성은 실시의 형태 2와 동일하다.

이와 같은 구성의 실시의 형태 3의 차량용 교류발전기에 있어서는 코일엔드군(16a,16b)의 내주부에 차페판(101)이 설치되여 있으므로 간섭음을 감소시킬 수 있다.

또 3열로 정렬된 턴부(30a)는 축방향으로 중첩됨이 없이 경방향으로 배치되여 있으며 냉각풍(D)의 경방향 흐름에 대하여 대향되게 부설된 차페판(101)의 작용에 의하여 코일엔드내가 저압으로 되고 냉각풍(D)의 일부가 코일엔드의 정상부에서 유입됨과 동시에 코일엔드내에 외부로부터 흐름이 유인되게 되여 냉각성을 향상시킬 수 있는 것이다.

본 실시의 형태의 평면화수단은 차페판(101)에 의하여 실시되고 있으나 평면화수단은 이 차페판(101)에 한정되는 것은 아니다. 에컨데 코일엔드군(16a,16b)을 덮는 몰드수지의 평면을 평활화 하여도 된다.

실시의 형태 4.

도 19는 이 발명의 실시의 형태 4에 관한 차량용 교류발전기의 구성을 표시하는 단면도이다.

본 실시의 형태에 있어서는 코일엔드군의 정상부에 평면화수단으로써 차페판 (102)이 설치되여 있다.

또 프론트측 팬(5)은 날개면이 제육부(22a)측으로 경사지게 설치되여 있다.

기타 구성은 실시의 형태 2와 동일하다.

이와 같은 구성의 실시의 형태 4의 차량용 교류발전기에 있어서는 코일엔드군(16a,16b)의 정상부에 차페판(102)이 설치되여 있기 때문에 간섭음을 감소시킬 수 있는 것이다.

또 3열로 배열된 턴부(30a)는 축방향으로 중첩됨이 없이 경방향으로 배치되고, 더욱이 상술한 차페판(102)이 설치되여 있으므로 이 차페판(102)이 냉각풍(D)의 가이드를 하게되여 냉각풍(D)이 도중에서 방해되지 않고 확실하게 통풍되므로 냉각성을 향상시킬 수 있다.

또 팬(5)은 날개면이 제육부(22a)측으로 경사지게 설치되여 있고, 제육부 (22a)의 형성결과로 둘레방향으로 연장되는 통풍로(F)를 통하여 냉각풍의 코일엔드군(16a,16b)에 직접 맞닿는 성분이 증가하여 경방향의 냉각풍의 흐름에 대하여 경사날개면에 의하여 축방향의 흐름성분이 증가하고, 코일엔드 내주에서 외주방향으로 냉각풍이 흘러 들어가므로 충분한 냉각성을 갖게 된다.

실시의 형태 5.

도 20은 이 발명의 실시의 형태 5에 관한 차량용 교류발전기의 고정자를 표시하는 사시도이다.

본 실시의 형태에서는 코일엔드군(16a,16b)의 내주부와 정상부에 평면화수단으로써 차페판(103)이 설치되여 있다.

차페판(103)의 내주부와 정상부의 경계는 매끄럽게 연결되여 있다. 차페판 (103)에는 다수의 구멍이 형성되여 있다.

기타 구성은 실시의 형태 2와 동일하다.

이와 같은 구성의 실시의 형태 5의 차량용 교류발전기에 있어서는 코일엔드군(16a,16b)의 내주부와 정상부에 차페판(103)이 설치되여 있으므로 간섭음이 더욱 감소된다.

또 내외 한쌍의 턴부는 축방향으로 중첩됨이 없이 경방향으로 배치되고, 더욱이 상술한 차페판(103)이 설치되여 있기 때문에 이 차페판(103)이 냉각풍의 가이드로 되고 경방향의 냉각풍이 코일엔드 정상부를 흘러 유인에 의하여 외주코일에도 냉각풍이 생기므로 냉각풍이 도중에서 방해됨이 없이 확실하게 통풍되기 때문에 냉각성을 향상시킬 수 있는 것이다.

이 발명에 관한 차량용 교류발전기는 회전자와, 회전자와 대향배치된 고정자철심 및 고정자철심에 장착된 다상고정자권선을 가진 고정자와, 회전자 및 고정자를 수납 지지하는 브래킷을 가진 차량용 교류발전기에 있어서, 고정자철심은 축방향으로 연장되는 슬롯이 둘레방향으로 소정피치로 복수형성되고, 다상고정자권선은 긴소선이 고정자철심의 단면측 슬롯 밖에서 꺽어 접어져서, 소정슬롯수마다 슬롯내에서 슬롯 깊이방향으로 내층과 외층을 교호되게 되도록 권장되여 있으며, 고정자철심의 슬롯내에는 복수개의 소선이 경방향 1렬로 배열되고, 고정자철심의 단면측 슬롯 밖에서 꺽어 접어진 소선의 턴부는 동일형상으로 둘레방향에 동등피치로 배열되여 코일엔드군을 형성하고 있으며, 코일엔드군은 경방향으로 복수열 배치되며, 코일엔드군에 대향하는 회전자의 축방향 단부에 설치된 팬에 의하여 발생하는 경방향으로 흐르는 냉각풍이 코일엔드군을 통풍하게 된다.

이 때문에 다상고정자권선은 긴소선이 고정자철심의 단면측 슬롯 밖에서 꺽어 접어져서 소정슬롯수마다 슬롯내에서 슬롯 깊이방향으로 내층과 외층을 교호되게 되도록 권장되여 있으므로 용접개소가 없고 또 코일엔드의 높이를 낮게 할 수 있어 코일의 동손을 감소시킬 수 있고, 온도감소나 출력,효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

또 냉각풍의 통풍로에 설치되여 있는 코일엔드군의 간섭음을 감소시킬 수 있어 소음을 감소시킬 수 있는 것이다.

또 내외 한쌍의 턴부를 축방향으로 중첩됨이 없이 경방향으로 배치되여 있으므로 냉각풍의 경방향 흐름에 대하여 코일엔드군의 코일의 축방향 면부, 둘레방향 면부가 노출되여 냉각성이 양호하다.

또 회전자의 자극은 손톱형자극이고, 팬은 손톱형자극의 축방향 단부에 설치되며, 손톱형자극의 어깨부는 코일엔드군에 대향되게 배치되고, 팬은 코일엔드군의 반고정자철심측에 형성되는 통풍로에 대향되여 있기 때문에 손톱형자극이 송풍냉각기능을 갖게 되여 코일엔드군을 냉각시킨다.

코일엔드군의 반고정자철심측에 형성되는 냉각풍의 통풍로에 팬이 대향되여 있고, 이 통풍로에 속도가 빠른 냉각풍이 통풍되므로 통풍로내의 저압력이 발생하고, 손톱형자극의 어깨부에 의하여 발생하는 코일엔드군을 냉각시키는 냉각풍이 유인되여 냉각성을 향상시킨다.

또 손톱형자극 어깨부에 단면 직선형 또는 단면 곡선형의 제육부가 설치되고, 회전자의 최외경면과 제육부의 능선의 교선부가 고정자철심의 단면에 합치되여 있기 때문에 제육부형성의 결과 둘레방향에 환형으로 연장되는 공간이 형성된다.

이 공간은 통풍로로 되기 때문에 냉각풍의 둘레방향 성분이 증가하고, 냉각풍의 둘레방향 성분에 의한 냉각성을 향상시킬 수 있다. 이로 인하여 손톱형자극의 어깨부의 송풍냉각기능이 저해됨이 없이 냉각성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또 고정자철심 단면의 외주각부와 제육부의 능선이 둘레방향으로 합치되여 있으므로 간섭음이 감소된다.

또 손톱형자극의 어깨부에 단면 직선형 또는 단면 곡선형 제육부가 설치되고, 손톱형자극의 축방향 단부면과 제육부의 능선의 교선부에 팬의 외경이 합치되여 있다. 제육부의 형성결과 팬의 경방향 외측에 주방향으로 연장되는 공간이 형성된다.

팬은 최외경측에서 제일 운동량이 크고, 냉각풍의 속도가 빠르기 때문에 토출측의 저항은 압력손실을 크게 악화시키는 요인이 된다.

이 때문에 손톱형자극의 축방향 단부면과 제육부의 능선 교선부에 팬의 외경이 합치되며, 팬은 이 공간에 대향되여 있으므로 냉각풍이 팬에서 나올때에 통풍로가 확대되게 되며 팬의 토출측의 압력손실이 감소되여 냉각성을 향상시킨다.

그리고 이와 같이 냉각성을 확보하고, 또 팬은 소경으로 할 수 있으므로 소음을 감소시킬 수 있는 것이다.

또, 손톱형자극 어깨부에 단면 직선형 또는 단면 곡선형의 제육부가 설치되고, 회저자의 최외경면과 제육부의 능선의 교선부가 고정자철심의 단면에 합치되고, 손톱형자극의 축방향 단부면과 제육부의 능선의 교선부에 팬의 외경이 합치되여 있으므로 제육부의 형성결과 둘레방향에 환형으로 연장된 공간이 형성된다.

이 공간은 통풍로로 되기 때문에 냉각풍의 둘레방향 성분이 증가하여 냉각풍의 둘레방향 성분에 의한 냉각성을 향상시킬 수 있다. 이로 인하여 손톱형자극의 어깨부의 송풍냉각기능이 저해됨이 없이 냉각성을 향상시킬 수 있는 것이다. 또 고정자철심의 단면의 외주각부와 제육부의 능선이 둘레방향으로 합치되여 있으므로 간섭음이 감소된다.

또 팬은 상술한 공간에 대향되여 있으므로 냉각풍이 팬에서 나왔을때에 통풍로가 확대되게 되여 팬의 토출측 압력손실이 감소되여 냉각성이 향상된다.

그리고 이와 같이 냉각성을 확보하고, 팬을 소경으로 할 수 있으므로 소음을 감소시킬 수 있는 것이다.

또 팬은 날개면이 제육부측으로 경사지게 설치하였기 때문에 제육부의 형성결과 둘레방향에 환형으로 연장되는 통풍로를 통하여 냉각풍의 코일엔드군에 직접 맞닿는 성분이 증가하여 냉각성이 향상된다.

또 브래킷내에서 팬의의 대향부는 대략 공간 뿐이다.

이 때문에 팬의 대향부에 공간이 설치되여 대향 장해부가 없으므로 팬의 토출측의 압력손실이 감소되여 간섭음이 감소됨과 동시에 코일엔드군내의 냉각풍이 유인되어 냉각성을 향상시킨다.

또 코일엔드군의 내주부에 평면화수단이 설치되여 있기 때문에 코일엔드군의 내주부가 평면으로 되므로 간섭음이 감소된다.

내외 한쌍의 턴부는 축방향으로 중첩됨이 없이 경방향으로 배치되여 있고, 대향되여 구성된 평면화수단 때문에 코일엔드군내가 저압으로 되고, 경방향의 흐름의 일부가 코일엔드부의 정상부에서 유입됨과 동시에 코일엔드내에 외부로부터 흐름이 유인되어 냉각성을 향상시킬 수 있다.

또 코일엔드군의 정상부에 평면화수단이 설치되여 있기 때문에 코일엔드군의 정상부가 평면으로 되므로 간섭음이 감소된다. 또 내외 한쌍의 턴부는 축방향으로 중첩됨이 없이 경방향으로 배치되고, 더욱이 상술한 평면화수단이 설치되여 있으므로 이 평면화수단이 냉각풍의 가이드로 되고, 냉각풍이 도중에서 방해됨이 없이 확실하게 통풍되므로 냉각성을 향상시킬 수 있는 것이다.

또 코일엔드군의 내주부와 정상부에 평면화수단이 설치되여 있기 때문에 코일엔드군의 내주부와 정상부가 평면으로 되므로 간섭음을 더욱 감소시킬 수 있다.

또 내외 한쌍의 턴부는 축방향으로 중첩됨이 없이 경방향으로 배치되고, 더욱이 상술한 평면화의 가이드로 되여 냉각풍이 도중에서 방해됨이 없이 확실하게 통풍되므로 냉각성을 향상시킬 수 있는 것이다.

더욱이 브래킷의 코일엔드군에 대향하는 부분은 평활면으로 되고, 평활면과코일엔드군 정상부에서 냉각풍의 송풍로가 형성되여 있기 때문에 브래킷의 코일엔드군에 대향하는 부분은 평활면으로 되고, 평활면과 코일엔드군 정상부에서 냉각풍의 송풍로가 형성되여 있다. 그 결과, 냉각풍의 브래킷에 대한 간섭음이 감소된다. 더욱이 냉각풍은 평활면에 의하여 정류되여 냉각성이 향상되는 것이다.

Claims (3)

1. 회전자와, 이 회전자와 대향배치된 고정자철심 및 고정자철심에 장착된 다상고정자권선을 가진 고정자와, 상기 회전자 및 고정자를 수납 지지하는 브래킷을 가진 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 고정자철심은 축방향으로 연장되는 슬롯이 둘레방향에 소정피치로 복수개 형성되고, 상기 다상고정자권선은 긴소선이 고정자철심의 단면측의 슬롯 밖에서 꺽어 접어져서 소정슬롯수마다 슬롯내에서 슬롯 깊이방향으로 내층과 외층을 교호되게 되도록 권장되고, 상기 고정자철심의 슬롯내에는 복수개의 소선이 경방향 1렬로 배열되며, 고정자철심의 단면측의 슬롯 밖에서 꺽어 접어진 소선의 턴부는 동일형상으로 둘레방향에 동등피치로 배열되여 코일엔드군을 구성하고, 상기 코일엔드군은 경방향으로 복수열 배치되며, 코일엔드군에 대향하는 회전자의 축방향의 단부에 설치된 팬에 의하여 발생하는 경방향으로 흐르는 냉각풍이 코일엔드군을 통풍하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회전자의 자극은 손톱형자극이고, 상기 팬은 손톱형자극의 축방향의 단부에 설치되며, 상기 손톱형자극의 어깨부는 코일엔드군에 대향되게 배치되고, 상기 팬은 코일엔드군의 반고정자철심측에 형성되는 통풍로에 대향되여 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 손톱형자극의 어깨부에 단면 직선형 또는 단면 곡선형의 제육부가 설치되고, 회전자 최외경면과 제육부의 능선의 교선부가 고정자철심의 단면에 합치되여 있는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.