KR20030069064A

KR20030069064A - 차량용 교류발전기의 슬립링 장치

Info

Publication number: KR20030069064A
Application number: KR10-2003-0008928A
Authority: KR
Inventors: 곤도고지; 이시카와히로아키
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2003-08-25
Also published as: EP1337013B1; JP2003244898A; JP3812456B2; KR100522732B1; EP1337013A3; DE60300428D1; US20030155835A1; CN1253993C; DE60300428T2; EP1337013A2; US6858966B2; CN1438752A

Abstract

본 발명에 의한 슬립링 장치(1)는 서로 전기적으로 절연되며 동축으로 배열되는 한 쌍의 슬립링(11, 12), 상기 한 쌍의 슬립링(11, 12) 및 차량용 교류발전기의 계자코일(2) 사이에 전기적 접속을 제공하는 한 쌍의 도전성 구성요소(13, 14) 및 상기 한 쌍의 슬립링(11, 12) 및 한 쌍의 도전성 구성요소(13, 14)를 수용하는 절연부재(15)를 포함한다. 상기 도전성 구성요소(13, 14)는 도전성 구성요소의 변형을 완화시키기(absorbing deformation) 위한 적어도 하나의 변형완화부(13b, 14b; 13c, 14c; 13d, 14d)를 구비한다.

Description

차량용 교류발전기의 슬립링 장치{Slip ring apparatus for an automotive alternator}

본 발명은 승용차, 트럭 기타 차량 등에 설치되는 차량용 교류발전기(즉, 교류전류 발전기)의 슬립링 장치에 관한 것이다.

종래에는, 차량용 발전기는 크게, 회전자축(rotor shaft)의 돌출부에 직접 형성되는 슬립링을 포함하는 제1타입 및 회전자축 둘레에 압착하여 끼워맞춰진(press-fitted) 분리 유닛으로서 독립적인 슬립링 장치를 포함하는 제2타입으로 분류된다.

예를 들면, 도10은 분리유닛으로서 제공되는 일반적인 슬립링 장치(101)를 도시한 것이다. 상기 슬립링 장치(101)에 따르면, 제1슬립링(111) 및 제2슬립링(112)은 서로 전기적으로 절연되며, 동축으로 배열된다. 상기 제1슬립링(111)은 제1금속리드(113)를 통해 차량용 교류발전기(도면에 미도시 되었지만 상기 슬립링 장치(101)의 좌측에 위치됨)에 연결된다. 상기 제2슬립링(112)은 제2금속리드(114)를 통해 차량용 교류발전기에 연결된다. 상기 제1금속리드(113) 및 제2금속리드(114) 모두 합성수지 또는 이와 유사한 절연부재(115) 내에 인서트몰딩(insert molded)된다.

상기 절연부재(115)는 상기 슬립링(111, 112)이 고정되는 외주면 및 원형 공간을 형성하는 내주면(115e)을 갖는 원통형 몸체(115a)를 포함한다. 상기 제1 및 제2슬립링(111, 112)이 제공되는 원통형 몸체(115a)로부터 떨어진 슬립링 장치의대향면에 상기 원통형 몸체(115b) 보다 큰 지름을 갖는 환형 단자수용부(115b)가 제공된다. 상기 슬립 장치(101)의 축을 따라(즉, 상기 원통형 몸체(115a)의 축을 따라) 서로 평행하게 두 분기부(115c, 115d)가 배열되며, 상기 슬립링 장치(101)의 축 중심에 대하여 기하학적으로 대향된다. 각 분기부(115c, 115d)는 축 방향으로 직선으로 연장되어 상기 원통형 몸체(115a)를 단자 수용부(115b)에 연결한다.

상기 제1금속리드(113)는 원통형 몸체(115a) 내에서 축방향으로 상기 제1슬립링(11)으로부터 연장되며, 상기 분기부가 위치하는 부분에서, 상기 슬립링 장치(101)의 축을 따라(즉, 상기 원통형 몸체(115a)의 축을 따라) 직선으로 연장된다. 이후, 상기 제1금속리드(114)는 분기부(115c)가 단자 수용부(115b)로 변경되는 병합영역의 내부 또는 근방에서 수직으로 휘어지며, 상기 단자 수용부(115b) 방사상 외측으로 더욱 연장된다. 상기 제1금속리드(113)의 단자 일단(113a)은 상기 환형 단자 수용부(115b)로부터 돌출되며, 차량용 교류발전기의 계자코일의 일단에 연결된다.

제2금속리드(114)는 상기 제2슬립링(112)으로부터 원통형 몸체(115a)내에서 축방향으로 연장되며, 분기부(115d)가 위치되는 부분에서 슬립링 장치(101)의 축을 따라(즉, 상기 원통형 몸체(115a)의 축을 따라) 직선으로 연장된다. 이후, 제2금속리드(114)는 상기 분기부(115d)가 단자 수용부(115b)로 변경되는 병합영역의 내부 또는 근방에서 수직으로 휘어지며, 상기 단자 수용부(115b) 방사상 외측으로 더욱 연장된다. 상기 제2금속리드(114)의 단자 일단(114a)은 상기 환형 단자 수용부(115b)로부터 돌출되며, 상기 차량용 교류발전기의 계자코일의 타단에 연결된다.

그러나, 전술한 일반적인 슬립링 장치는 금속리드(113, 114)가 제작공정동안 변형될 가능성이 있다는 문제점이 있었다.

더욱 상세히 말하면, 상기 슬립링(111, 112)을 계자코일에 전기적으로 접속하는 상기 금속리드(113, 114)는 금속박판 또는 얇은 금속와이어로 만들어진다. 제작공정에서, 상기 슬립링(111, 112)에 접속된 금속리드(113, 114)는 수지 또는 그와 유사한 절연부재(115)에 일체로 몰딩된다. 상기 리드의 부정확한 크기, 상기 리드 및 슬립링의 접속결함 또는 리드에 작용되는 외력에 따라, 상기 리드(113, 114)가 원하지 않게 변형될 수 있다.

이와같이, 변형된 금속리드들이 몰딩 다이(molding dies)에 위치되면, 상기 변형된 금속리드가 설계된 대로 위치되지 못하게 되며, 또한 상기 몰딩 다이를 손상시킬 수 있다.

도10에 도시된 바와 같이, 상기 슬립링 장치(101)에 따르면, 상기 제1금속리드(113)는 계자코일로 부터 떨어져 위치된 제1슬립링(111)에 전기적 통로를 제공하며, 계자코일에 상대적으로 가깝게 위치되는 제2슬립링(112)의 아래에 놓이게 된다. 따라서, 상기 제1금속리드(113)는 제2슬립링(112)으로부터 전기적으로 고립된다.

그러나, 상기 제1금속리드가 도11과 같이 변형되는 경우, 상기 제1금속리드(113)가 제2슬립링(112)과 접촉할 가능성이 있다. 인서트 몰딩 공정 동안에, 상기 제1금속리드(113) 및 제2슬립링(112)간의 전기적 접속 또는 접촉이 유지될 경우, 상기 제1 및 제2슬립링(111, 112)은 다른 전위차를 초래하기 때문에, 제작된 슬립링 장치(101)가 실질적으로 사용될 때, 상기 제1금속리드(113) 및 제2슬립링(112) 사이에 전기적 단락회로(electric short circuit)가 발생할수 있게 된다.

상기 전기적 단락회로가 상기 제1금속리드(113) 및 제2슬립링(112)사이에서 발생될 경우, 불충분한 도전성에 의해, 전력 발생이 정지되거나 열 생성이 야기된다. 최악의 경우, 단열부재(115)가 연소된다. 상기 금속리드(113)가 절연필름에 의해 피복되는 경우라도, 상기 제2슬립링(112)에 상기 제1금속리드(113)의 접촉은 상기 절연필름의 손상을 유발할 수 있다. 따라서, 유사한 문제점이 발생할 수 있다.

X-ray 등을 사용하는 비파괴 검사가 슬립링 장치에서 각 완성된 제품의 제1금속리드(113)의 변형을 감지하기 위해 수행되는 경우라 하더라도, 상기 제2슬립링(112)(즉, 제1금속리드(113)를 둘러싸는 금속부재)에 의해 X-ray로부터 상기 제1금속리드(113)의 변형부가 가려지게 된다. 따라서, 비파괴 검사를 사용하는 것이 실질적으로 효과적이지 않다. 이는 완성 제품을 검사하는 작업자에 의해 샘플검사가 수행될 필요가 있지만, 이러한 샘플 검사에 의존하는 것은 높은 품질의 슬립링 장치를 안정적으로 제작하는 것을 보장할 수는 없기 때문이다.

전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점의 측면에서, 본 발명은 금속 리드의 임의적인 변형을 확실히 완화할 수 있고, 금속리드가 설계한 바와 같은 위치에 위치되게 할 수 있는 차량용 교류발전기의 슬립링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 의한 교류발전기의 슬립링 장치 배열을 슬립링 장치의 중심축을 포함하는 평면을 따라 도시한 단면도.

도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 슬립링 장치를 도시한 측면도.

도3은 도2의 화살표 A방향에서 본 슬립링 장치의 측면도.

도4는 본 발명의 제1실시예에 의한 슬립링 장치가 구비된 차량용 교류발전기의 로우터를 도시한 단면도.

도5는 본 발명의 제1실시예에 의한 슬립링 장치의 금속리드의 변형된 상태를 설명하는 단면도.

도6a는 본 발명의 제2실시예에 의한 교류발전기의 슬립링 장치 배열을 슬립링 장치의 중심축을 포함하는 평면을 따라 도시한 단면도.

도6b는 도6a의 화살표 B방향에서 본 슬립링 장치의 금속리드를 도시한 측면도.

도7a는 본 발명의 제3실시예에 의한 교류발전기의 슬립링 장치 배열을 슬립링 장치의 중심축을 포함하는 평면을 따라 도시한 단면도.

도7b는 도7a의 화살표 C방향에서 본 슬립링 장치의 금속리드를 도시한 측면도.

도8은 본 발명의 제4실시예에 의한 교류발전기의 슬립링 장치 배열을 슬립링 장치의 중심축을 포함하는 평면을 따라 도시한 단면도.

도9는 슬립링 장치의 중심축을 포함하는 평면을 따라 얻어진, 본 발명의 제1실시예에 의한 교류발전기의 슬립링 장치의 변형된 배열을 도시한 단면도.

도10은 슬립링 장치의 중심축을 포함하는 평면을 따라 얻어진, 종래기술의 장치 배열을 도시한 단면도

도11은 도10에 도시된 종래기술의 슬립링에서 금속리드가 변형된 상태를 설명하는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 설명

1 : 슬립링 장치11, 12 : 슬립링

13, 14 : 금속리드13a, 14a : 단자 단부

13b, 14b : 굽힘부13d, 14d : 홀(hole)

13c, 14c : 노치(notch)(또는 절개부 : cutout portion)

13e : 경화부15 : 절연부재

15a : 원통형 몸체15b : 단자 수용부

15c, 15d : 분기부

본 발명의 전술한 목적 및 기타의 목적, 특징 및 장점이 첨부된 도면과 함께 파악되는 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해 질 것이다.

전술한 목적 및 기타 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 전기적으로 절연되며 동축으로 배열되는 한 쌍의 슬립 링, 상기 한 쌍의 슬립링 및 차량용 교류발전기의 계자코일 사이에 전기적 접속을 제공하는 한 쌍의 도전성 구성요소 및 상기 한 쌍의 슬립 링 및 한 쌍의 도전성 구성요소를 수용하는 절연부재를 포함하는 차량용 교류발전기의 슬립링 장치를 제공한다. 그리고, 상기 도전성 구성요소는 그의 변형을 완화하기 위한 적어도 하나의 변형완화부를 구비한다.

이러한 슬립링 장치에 따르면, 상기 변형완화부는 도전성 구성요소에 야기되는 임의의 변형을 완화한다. 다르게 말하면, 상기 전기전도부는 정확하게 위치되며, 전위차를 갖는 부분에서 적절히 절연될 수 있다. 또한, 상기 도전성 구성요소가 절연필름으로 피복된 경우, 상기 변형완화부는 상기 절연 필름이 금속 부재의 날카로운 모서리에 의해 손상되는 것을 방지한다.

본 발명의 후술될 실시예에 따르면, 상기 절연부재는 원통형 외주면에 상기 한 쌍의 슬립링을 수용하는 원통형 몸체 및 상기 도전성 구성요소의 단자 끝단들이 돌출되어 상기 계자코일에 접속되게 하는 단자수용부를 포함하는 것이 바람직하다.한 쌍의 분기부가 상기 한 쌍의 도전성 구성요소 각각을 수용하기 위해, 상기 원통형 몸체 및 단자수용부 사이에 개재된다. 따라서, 단자단부를 제외하고 도전성 구성요소가 상기 원통형 몸체, 한 쌍의 분기부 및 단자수용부 내에 위치된다. 상기 도전성 구성요소의 변형완화부는 적어도 하나의 분기부에 위치된다.

상기 도전성 구성요소의 변형완화부는 상기 분기부가 원통형 몸체로 변하는 병합영역의 내부 또는 근방에 위치하는 것이 또한 바람직하다.

적어도 하나의 도전성 구성요소는 상기 원통형 몸체에 위치되는 경화부를 포함하는 것이 또한 바람직하다.

상기 도전성 구성요소의 변형완화부는 V자형 또는 U자형 형상을 이루는 굽힘부인 것이 또한 바람직하다.

상기 도전성 구성요소의 변형완화부는 기계적인 강도가 국부적으로 줄어드는 얇거나 취약한 부분인 노치 또는 절개부인 것이 또한 바람직하다.

상기 도전성 구성요소의 변형완화부는 기계적인 강도가 국부적으로 줄어드는 취약한 부분인 홀(hole)인 것이 또한 바람직하다.

상기 도전성 구성요소는 금속와이어인 것이 또한 바람직하다.

하나의 도전성 구성요소는 다른 슬립링에 비하여 상기 계자코일에서 떨어진 곳에 위치하는 하나의 슬립링에 접속되며, 도전성 구성요소 및 다른 하나의 슬립링 사이에 제공되는 절연간격을 갖고 상기 타 슬립링의 내측면에 방사형으로 배열되는 것이 바람직하다.

상기 절연부재는 한 쌍의 슬립링 및 한 쌍의 도전성 구성요소가 일체로된 인서트 몰딩 수지제품으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 동일한 부분들은 도면 전체에 걸쳐 동일 도면부호로 기재한다.

먼저, 도1 내지 도5를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 의한 슬립링(slip 장치를 설명한다.

슬립링 장치(1)는 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 전기적으로 서로 절연되며, 서로 동축으로 배열되는 제1슬립링(11) 및 제2슬립링(12)을 포함한다. 상기 제1슬립링(11)은 제1금속리드(lead)(13)를 통하여 차량용 교류발전기(상기 슬립링 장치(1)의 좌측면에 위치됨)의 계자코일(2)의 일단에 접속된다. 상기 제2슬립링(12)은 제2금속리드(14)를 통하여 상기 차량용 교류발전기의 계자코일(2)의 타단에 접속된다. 상기 제1 및 제2 금속리드(13, 14)는 본 발명의 한 쌍의 도전성 구성요소(electric conductive element)로써 제공된다.

절연부재(15)는 슬립링 장치(1)의 선단 단부측(즉, 도1의 우측면)에 형성되는 원통형 몸체(15a)를 포함한다. 상기 원통형 몸체(15a)는 상기 슬립링(11, 12)이 고정되는 원통형 외주면 및 원형 공간을 형성하는 원통형 내주면(15e)을 구비한다. 상기 원통형 몸체(15a)의 지름보다 큰 지름을 갖는 환형의(annular) 단자 수용부(terminal holding portion)(15b)는 상기 제1 및 제2슬립링(11, 12)이 설치되는 원통형 몸체(15a)에서 떨어진 슬립링 장치(1)의 대향측(즉, 인접한 단부측)에 형성된다. 두개의, 즉 제1 및 제2의, 분기부(branch portion)(15c, 15d)가 상기 슬립링 장치(1)의 축을 따라(즉, 상기 원통형 몸체(15a)의 축을 따라) 서로 평행하게배치되며, 상기 슬립링 장치(1)의 축 중심에 대하여 서로 기하학적으로 대향된다(도2 참조). 상기 제1 및 제2분기부(15c, 15d) 각각은 축방향으로 곧게 연장되어 상기 원형 몸체(15a)를 단자 수용부(15b)에 연결시킨다.

상기 금속리드(13)는 상기 원통형 몸체(15a)에서 제1슬립링(11)으로부터 축방향으로 연장되며, 상기 제1분기부(15c)가 위치하는 부분에서 상기 슬립링 장치(1)의 축을 따라 직선으로 연장된다. 이후, 상기 제1금속리드(13)는 상기 제1분기부(15c)가 단자 수용부(15b)로 변경되는 병합영역(merging region)의 내부 또는 근방에서 수직으로 휘어지며, 또한, 상기 단자 수용부(15b)에서 방사상 외측으로 연장된다. 상기 제1금속리드(13)의 단자 단부(13a)는 상기 환형의 단자 수용부(15b)로부터 돌출되며, 차량용 교류발전기의 계자코일(2)의 일단에 연결된다.

상기 제2금속리드(14)는 상기 원통형 몸체(15a) 내에서 제2슬립링(12)으로부터 축방향으로 연장되며, 이후, 상기 제2분기부(15d)에 위치되는 부분에서, 상기 슬립링 장치(1)의 축을 따라 직선으로 연장된다. 이후, 상기 제2금속리드(14)는 상기 제2분기부(15d)가 단자 수용부(15b)로 변경되는 병합 영역 내부 또는 근방에서 수직으로 휘어지며, 상기 단자수용부(15b)의 내부에서 방사상 외측으로 연장된다. 상기 제2금속리드(14)의 단자 단부(14a)는 상기 환형의 단자 수용부(15b)로부터 돌출되며, 차량용 교류발전기의 계자코일(2)의 타단부에 연결된다.

상기 원통형 몸체(15a), 환형의 단자 수용부(15b) 및 한 쌍의 분기부(15c, 15d)는 합성수지 또는 유사한 절연재료로 일체로 인서트 몰딩(insert mold)된다.

서로 동축으로 이루어지며, 축 방향으로 서로 근접하게 위치되는 상기 제1 및 제2슬립링(11, 12)은 상기 슬립링 장치(1)의 선단 단부측에 위치하며, 그에따라, 계자코일(2)로부터 떨어져 위치된다. 상기 제2슬립링(12)은 제1슬립링에 비하여, 상기 계자코일(2)에 다소 가까이 위치된다. 상기 제1 및 제2슬립링(11, 12)은 전기적으로 서로 절연되며, 원통형 몸체(15a)의 외주면에 고정된다.

제1금속리드(13)는 그 일단(즉, 우측단)에서, 상기 제1슬립링(11)의 내주면에 납땜되거나 용접된다. 상기 제2금속리드(14)는 그 일단(즉, 우측단)에서 상기 제2슬립링(12)의 내주면에 납땜되거나 용접된다. 상기 제1금속리드(13)의 타단, 즉, 단자 단부(13a)는 계자코일(2)의 배선용 단자(wiring terminal)에 접속된다. 상기 제2금속리드(14) 타단, 즉, 단자 단부(14a)는 상기 계자코일(2)의 다른 배선 단자에 접속된다. 상기 제1슬립링(11)에 접속된 상기 제1금속리드는 상기 절연부재(15)에 위치되어 상기 원통형 몸체(15a), 상기 제1분기부(14c) 및 상기 환형 단자 수용부(15b) 내에서 연속적으로 연장될 수 있다. 상기 제1금속리드(13)는 수직으로 휘어져 상기 환형 단자 수용부(15b)에서 방사상 외측으로 연장되며, 그 단자 단부(13a)는 상기 환형 단자 수용부(15b)로부터 돌출된다. 상기 제2슬립링(12)에 접속된 제2금속리드(14) 또한, 상기 절연부재(15) 내에 위치되어 원통형 몸체(15a), 제2분기부(15d) 및 환형의 단자 수용부(15b) 내에서 연속적으로 연장될 수 있다. 상기 제2금속리드(14)는 반대방향으로 수직하게 휘어지고, 상기 환형 단자 수용부(15b)내에서 방사상 외측으로 연장되며, 그 단자 단부(14a)가 상기 제1금속리드(13)의 단자 단부(13a)에 대향하는 방향으로 상기 환형 단자수용부(15b)로부터 돌출된다.

상기 제1 및 제2금속리드(13, 14)는, 상기 분기부(15c, 15d)가 원형 몸체(15a)로 바뀌거나 상대적으로 그들에 근접한 병합영역을 제외하고는 상기 제1 및 제2 분기부(15c, 15d)에 위치한 부분에서 실질적으로 직선이다. 즉, 상기 제1금속리드(13)는 상기 제1분기부(15c) 및 상기 원형 몸체(15a) 사이의 병합영역 내 또는 근방에 위치되는 굽힘부(bent portion)(13b)를 구비한다. 상기 제2금속리드(14)는 상기 제2분기부(15d) 및 상기 원형몸체(15a)사이의 병합영역의 내부 또는 근방에 위치되는 굽힘부(14b)를 구비한다. 상기 굽힘부(13b, 14b)들은 대응하는 상기 분기부(15c, 15d)의 폭 내에 배열되는 U자형 또는 V자형 부분이다.

상기 제1슬립링(11)으로부터 상기 제1분기부(15c)로 연장되는 상기 제1금속리드(13)는 상기 제2슬립링(12) 아래에 위치하고, 상기 제2슬립링(12) 너머의 소정 부분에서 굽힘부(13b)와 같이 미리 휘어지거나 변형된다. 상기 제2슬립링(12)으로부터 상기 제2분기부(15d)로 연장되는 상기 제2금속리드(14)는 상기 제2슬립링(12)의 바로 다음부분에서 상기 굽힘부(14b)와 같이 미리 휘어지거나 변형된다.

상기 제2슬립링(12)에 비해 상대적으로 계자코일(2)로부터 떨어져 위치하는 상기 제1슬립링에 접속되는 제1금속리드(13)는 상기 제2슬립링(12) 방사상 내측에 배열되고, 상기 제1 및 제2슬립링(11, 12)은 슬립링 장치(1)가 실질적으로 사용될 때 전위차를 초래함으로 인하여, 적절한 간극으로 상기 제2슬립링(12)에 대해 전기적으로 절연된다. 상기 제1금속리드(13)의 축방향 길이는 상기 제2금속리드(14)의 축방향 길이보다 상기 제1슬립링(11) 및 제2슬립링(12) 사이의 축방향오프셋(offset)거리에 대응하는 만큼 더 길다. 이는 상기 제1금속리드(13) 및 제2슬립링 사이의 간격이 충분한 절연을 보장하기에 불충분한 경우 절연 필름으로 상기 제1금속리드(13)의 전체 면을 피복하거나 코팅하는 것이 바람직하다.

전술한 슬립링 장치(1)는, 도4에 도시된 바와 같이, 회전자축(3)에 결합되거나 고정된다. 상기 환형 단자 수용부(15b)는 회전자축(3)의 근처에 위치한다. 상기 원형 몸체(15a)의 내주면(15e)은 상기 회전자축(3)의 돌기부(3a) 주위에서 결합되거나 고정된다. 상기 회전자축(3)의 돌기부(3a)는 회전자축(3)의 주요부와 동축을 이룬다. 상기 회전자축(3)의 돌기부(3a)는 내주면(15e)에 의해 형성되는 원형 공간에 압입된다.

상기 제1슬립링(11)은 브러쉬(51)와 접촉하게된다. 상기 제2슬립링(12)은 브러쉬(52)와 접촉하게된다. 상기 제1금속리드(13)의 단자 단부(13a) 및 제2금속리드(14)의 단자 단부(14a)는 계자코일(2)과 전기적으로 전도된다. 따라서, 상기 계자코일(2)에 전력을 공급하는 전기적인 통로가 상기 브러쉬(51, 52)로부터 광범위하게 제공된다.

이하, 전술한 슬립링 장치(1)를 제조하는 방법을 설명한다.

슬립링 장치(1)를 제조하는 방법은 아래의 단계 Ⅰ 내지 단계 Ⅳ 를 포함한다.

단계 Ⅰ : 먼저, 제1금속리드(13) 및 제2금속리드(14)가 금속 슬리브(sleeve)의 내주면 상의 축방향 오프셋 부에 본딩(즉, 브레이징(brazing), 웰딩(welding) 또는 솔더링(soldering))된다. 그럼에도 불구하고, 상기 금속 슬리브는 이 때까지는 단일 요소이며, 상기 금속 슬리브가 이후 두 조각으로 절단되거나 분리되어 제1슬립링(11) 및 제2슬립링(12)으로 제공된다.

단계 Ⅱ : 다음으로, 상기 제1 및 제2금속리드(13, 14)가 그에 본딩된 금속 스리브를 몰딩 다이들(molding dies) 사이의 소정 위치에 위치시킨다.

단계 Ⅲ : 수지 재료가 상기 결합된 몰딩 다이에 의해 제한되는 공간에 주입된다. 소정의 시간이 경과되면, 상기 몰딩 다이들은 분리되고, 한 쌍의 금속리드(13, 14) 및 한 쌍의 슬립링(11, 12)과 일체로 인서트 몰딩된 절연부재(14)가 남게된다.

단계 Ⅳ : 이후, 상기 금속 슬리브는, 소정의 축방향 폭을 갖는 중간의 원통형태의 영역을 제거하기 위하여, 그 중심축에서 원주방향으로 절단되며, 서로 분리되거나 고립되는 슬립링(11) 및 슬립링(12)을 형성시킨다.

도10에 도시된 바와 같이, 종래의 슬립링 장치(101)에 따르면, 제1금속리드(113)가 상기 제조 단계Ⅱ 진행중 또는 그 이전에 변형되는 경우, 제1금속리드(113)가 도11에 도시된 바와 같이, 제2슬립링(112)의 내주면에 접촉하게 된다.

그러나, 본 실시예의 슬립링 장치(1)에 따르면, 상기 제1금속리드(13)가 상기 제조 단계Ⅱ 진행중 또는 그 이전에 변형되는 경우, 상기 굽힘부(13b)가 그러한 변형을 완화하며, 도5에 도시된 바와같이, 상기 제1금속리드 및 제2슬립링(12)사이에 적절한 간격이 유지되도록 한다. 다시 말해서, 상기 제1금속리드(13)는 상기 제조단계Ⅱ 이전 및 그 진행 중에 적절한 절연 간격을 가지고 상기 슬립링(12)의 방사상 내면에 정확히 위치됨으로써, 상기 제1금속리드(13) 및 제2슬립링(12) 사이가 충분히 절연될 수 있게 한다. 따라서, 상호 다른 전위를 갖는 제1금속리드(13)가 제2슬립링(12)에 접촉하는 것을 확실히 방지하는 것이 가능하다. 제2금속리드(14)와 관련하여, 상기 굽힘부(14b)는 상기 제2금속리드(14)에 변형이 생기는 경우 그 변형을 완화하는 작용을 갖는다. 따라서, 상기 제2금속리드(14)는 상기 제조 단계Ⅱ 이전 및 진행 중에 정확히 위치될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2실시예에 의한 슬립링 장치를 도6a 및 도6b를 참조하여, 설명한다.

제2실시예의 슬립링 장치는 상기 굽힘부(13b, 14b)가 노치(notch) 또는 절개부(cutout portion)(13c, 14c)로 치환된다는 점에서 제1실시예의 슬립링 장치와 상이하다.

제2실시예의 제1 및 제2금속리드(13, 14)는 실질적으로 제1 및 제2분기부(15c, 15d)가 각각 위치된 부분에서 직선이다. 그러나, 도6b에 명백히 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2금속리드(13, 14)는 상기 분기부(15c, 15d)가 원통형 몸체(15a)로 변하는 병합영역 내부 또는 근방에 위치되는 노치 또는 절개부(13c, 14c)를 구비한다. 즉, 상기 제1금속리드(13)의 노치 또는 절개부(13c)는 상기 제1분기부(15c) 및 원통형 몸체(15a) 사이의 병합영역의 내부 또는 근방에 위치된다. 상기 제2금속리드(14)의 노치 또는 절개부(14c)는 상기 제2분기부(15d) 및 원통형 몸체(15a) 사이의 병합영역의 내부 또는 근방에 위치된다. 상기 노치 또는 절개부(13c, 14c)는 상기 제1 및 제2금속리드(13, 14)에 비하여 좁은 폭를 갖는다.

상기 제1슬립링(11)에서 제1분기부(15c)로 연장되는 제1금속리드(13)는 상기 제2슬립링(12) 아래에 놓여지고, 상기 제2슬립링(12)의 바로 다음 부분에서 노치 또는 절개부(13c)로서 부분적으로 줄어든다. 상기 제2슬립링(12)에서 제2분기부(15d)로 연장되는 제2금속리드(14)는 제2슬립링(12)의 바로 다음부분에서 노치 또는 절개부(14c)로서 부분적으로 줄어든다.

상기 노치 또는 절개부(13c, 14c)는 각각의 금속리드(13, 14)의 기계적인 강도가 국부적으로 줄어든 얇아지거나 취약해진 부분이다. 따라서, 상기 금속리드(13, 14)에 외력이 가해질 때, 상기 노치 또는 절개부(13c, 14c)는 쉽게 변형하여, 금속리드(13, 14)에 일어나는 임의의 변형을 완화한다. 다시 말해서, 상기 제1금속리드(13)가 상기 제2슬립링(12)과의 사이에 제공되는 적절한 절연 간격으로 슬립링(12)의 내측에 방사형으로 정확히 위치된다. 따라서, 제2실시예의 상기 노치 또는 절개부(13c, 14c)는 실질적으로 제1실시예의 굽힘부(13b, 14b)와 같은 효과를 가져오게 된다.

다음으로, 도7a 및 도7b를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 슬립링 장치를 설명한다.

본 발명의 제3실시예에 의한 슬립링 장치는 상기 굽힘부(13b, 14b)가 홀(13d, 14d)로 대체된다는 점에서 제1실시예의 슬립링 장치와 다르다.

제3실시예의 제1 및 제2금속리드(13, 14)는 실질적으로 제1 및 제2분기부(15c, 15d) 각각이 위치되는 부분에서 직선이다. 그러나, 도7b에 명백히도시한 바와 같이, 제1 및 제2금속리드(13, 14)는 상기 분기부(15c, 15d)가 원통형 몸체(15a)로 변경되는 병합영역 내부 또는 근방에 위치하는 홀(13d, 14d)을 구비한다. 즉, 상기 제1금속리드(13)의 홀(13d)은 상기 제1분기부(15c) 및 원통형 몸체(15a) 사이의 병합영역의 내부 또는 근방에 위치한다. 상기 제2금속리드(14)의 홀(14d)은 상기 제2분기부(15d) 및 원통형 몸체(15a) 사이의 병합영역의 내부 또는 근방에 위치된다.

상기 홀(13d, 14d)은 상기 각각의 금속리드(13, 14)의 기계적 강도가 국부적으로 감소된 취약부분이다. 따라서, 외력이 상기 금속리드(13, 14)에 가해질 때, 상기 금속리드(13, 14)가 상기 홀(13d, 14d)이 제공된 부분에서 쉽게 변형됨으로써, 상기 금속리드(13, 14)에 야기되는 변형을 완화한다. 따라서, 제3실시예의 상기 홀(13d, 14d)은 제1실시예의 굽힘부(13b, 14b)의 효과와 실질적으로 동일한 효과를 가져온다.

다음으로, 도8을 참조하여, 본 발명의 제4실시예에 의한 슬립링 장치를 설명한다.

제4실시예에 의한 슬립링 장치는 경화시키는(hardening or curing) 처리가 제1금속리드(13)의 소정부에 적용된다는 점에서 제1실시예의 슬립링 장치와 상이하다. 더욱 상세하게는, 제1금속리드(13)는 상기 원통형 몸체(15a)의 영역 내에서 형성되는 경화부(13e)(즉, 도8의 격자친 영역)를 포함한다. 상기 경화부(13e)는 소성 공정 또는 가열 처리만이 적용되는 제1금속리드(13)의 소정부이다. 상기 경화부는 제1금속리드(13)의 나머지 부분보다 높은 기계적 강도를 갖는다. 따라서,경화부(13e)는 작용하는 외력에 대한 높은 경도 및 내구성을 갖는다. 상기 경화부(13e)는 상호 다른 전위차를 갖는 제1금속리드(13) 및 제2슬립링(12) 사이에 제공되는 바람직한 절연 간격을 갖고, 상기 제2슬립링(12)의 방사상 내면에 위치된다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 굽힘부(13b, 14b) 및 상기 경화부(13e)의 상승효과로 인하여, 상기 제1금속리드(13)는 제2슬립링(12)에 대하여 정확히 위치될 수 있다.

또한, 도8에 도시 되지 않았지만, 경화 처리가 상기 원통형 몸체(15a)의 영역 내에 있는 제2금속리드의 소정부에 적용되는 것도 바람직하다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니므로, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.

예를 들면, 전술한 실시예는 제1 및 제2의 두 금속리드(13, 14) 모두에 형성되는 변형완화부, 즉, 굽힘부, 노치 또는 절개부 및 홀을 제안하고 있다. 그러나, 다른 전위차를 갖는 제2슬립링 아래에 위치되는(즉, 상대적으로 방사상 내측으로 연장되는) 제1금속 리드의 복잡한 배열로 인하여, 제1금속리드(13)에 야기되는 전기 단락 회로(electric short circuit)의 높은 가능성을 고려하여 상기 제1금속 리드(13) 상에 단 하나의 변형완화부를 제공할 수 있다. 또한, 각 금속 리드에 둘 또는 그이상의 변형완화부를 제공할 수 있다. 상기 전술한 굽힘부, 노치 또는 절개부 및 홀 중에서 선택된 둘 또는 그 이상의 이종 변형완화부를 겸비할 수 있다.

또한, 전술한 실시예는 분기부(15c, 15d)가 원통형 몸체(15a)로 변경되는 병합영역의 내부 또는 근방에 위치되는 변형완화부를 설명한다. 그러나, 상기 변형완화부를 상기 분기부(14c, 15d) 또는 환형 단자 수용부(15b)와 같은 다른 어떤 영역에 제공하는 것도 가능하다.

상기 분기부(15c, 15d)가 원통형 몸체(15a)로 변경되는 병합영역 내부 또는 근방에 변형완화부를 제공하는 것의 장점은 상기 환형 단자 수용부(15b)와 마찬가지로 상기 분기부(15c, 15d)에서 일어나는 모든 변형들이 상기 원통형 몸체(15a)에 도달하기 전에 변형완화부에 의해 확실히 완화될 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 원치 않는 변형들이 상기 분기부(15c, 15d) 또는 환형 단자수용부(15b)에서 발생하더라도, 상기 원통형 몸체(15a)에 위치된 금속 리드부에 악영향을 끼치지 않는다.

또한, 전술한 실시예에 따르면, 제1 및 제2금속리드(13, 14)는 피복 되지 않는 와이어로 이루어진다. 그러나, 상기 제2슬립링(12)에 의해 손상되지 않고, 그 절연 능력이 본 발명에 의한 제작공정동안 확실히 유지되도록 외면을 절연 필름으로 전체적으로 코팅한 금속 와이어를 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2금속리드(13, 14)가 금속와이어에 한정되는 것은 아니며, 금속판으로 형성될 수도 있다. 금속 와이어를 사용하는 것은 제작된 리드의 산출량이 높고 따라서 제작비용이 낮아지는 장점이 있다.

또한, 전술한 실시예에 따르면, 제1 및 제2금속리드(13, 14)는 분기부(15c, 15d) 뿐만아니라 원통형 몸체(15a)에 슬립링 장치(1)의 축을 따라 직선으로 배열된다. 그러나, 도9에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 몸체(15a)의 금속리드부는 상기 분기부(15c, 15d)의 금속리드부에 대하여 방사형으로 오프셋될 수 있다. 이러한 장치에 의해, 각 슬립링(11, 12) 및 절연부재(15)의 크기 또는 배열을 유연하고 쉽게 변화시키거나 수정할 수 있다. 도9에 도시된 장치에 따르면, 상기 원통형 몸체(15a)의 금속리드는 상기 분기부(15c, 15d)의 금속 리드에 대하여 내부에 방사형으로 위치된다. 상기 상세한 설명으로부터 명백하게, 본 발명의 바람직한 실시예는 전기적으로 서로 절연되고 동축으로 배열되는 한 쌍의 슬립링(11, 12), 상기 한 쌍의 슬립링(11, 12) 및 차량용 교류발전기의 계자코일(2) 사이에 전기적 접속을 제공하기 위한 한 쌍의 도전성 구성요소(13, 14) 및 상기 한 쌍의 슬립 링(11, 12) 및 한 쌍의 도전성 구성요소(13,14)를 수용하기 위한 절연부재(15)를 포함한다. 그리고, 상기 도전성 구성요소(13, 14)는 도전성 구성요소의 변형을 완화하기 위한 적어도 하나 이상의 변형완화부(13b, 14b; 13c, 14c; 13d, 14d)를 구비한다.

이러한 슬립링 장치에 따르면, 상기 변형완화부는 상기 도전성 구성요소에 초래되는 임의의 변형을 완화한다. 다시 말해서, 상기 전기전도부(13)는 정확히 위치하며 전위차를 갖는 부분으로부터 적절히 절연된다. 또한, 상기 도전성 구성요소가 절연 필름에 피복된 경우에는, 상기 변형완화부는 절연 필름이 금속부재의 날카로운 모서리에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기 절연부재(15)는 그 원통형 외주면상의 한 쌍의 슬립링(11, 12)을 수용하기 위한 원통형 몸체(15a) 및 상기 도전성 구성요소(13, 14)의 단자 단부(13a, 14a)가 연장되어 계자코일(2)에 접속되는 단자수용부(15b)를 포함한다. 한 쌍의 분기부(15c, 15d)가 상기 원통형 몸체(15a)와 상기 한 쌍의 도전성 구성요소(13, 14)를 각각 수용하기 위한 단자 수용부(15b) 사이에 개재된다. 따라서, 상기 원통형몸체(15a), 한 쌍의 분기부(15c, 15d) 및 단자수용부(15b)가 상기 단자 단부(13a, 14a)를 제외한 한 쌍의 도전성 구성요소(13, 14)가 자리잡는다. 상기 도전성 구성요소(13, 14)의 변형완화부(13b, 14b; 13c, 14c; 13d, 14d)는 적어도 하나의 분기부(15c, 15d)에 위치된다.

이러한 장치에 따르면, 상기 분기부(15c, 15d)에서 야기되는 임의의 변형이 상기 변형완화부에 의해 확실히 완화될 수 있다. 따라서, 전기전도부(13)는 확실히 위치되어, 전위차를 갖는 부분(12)으로부터 적절히 절연될 수 있다. 또한, 상기 변형완화부는 상기 도전성 구성요소를 피복하는 절연필름이 금속부재의 날카로운 모서리에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기 도전성 구성요소(13, 14)의 변형완화부(13b, 14b; 13c, 14c; 13d, 14d)는 상기 분기부(15c, 15d)가 원통형 몸체(15a)로 변경되는 병합영역 내부 또는 근방에 위치될 수 있다.

이러한 장치에 따르면, 상기 단자수용부(15b)와 마찬가지로 분기부(15c, 15d)에서 야기되는 모든 변형은 그가 원통형 몸체(15a)에 도달하기 전에 변형완화부에 의해 확실히 완화된다. 따라서, 상기 원통형 몸체(15a)에 위치되는 도전성 구성요소에 어떤 악영향이 전달되지 않는다.

적어도 하나의 도전성 구성요소(13, 14)는 상기 원통형 몸체(15a)에 위치되는 경화부(13e)를 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 장치에 따르면, 상기 원통형 몸체에 위치되는 도전성 구성요소는 높은 강도를 갖는다. 따라서, 상기 굽힘부(13b, 14b) 및 경화부(13e)의 상승효과에의해 상기 도전성 구성요소(13)는 정확히 위치될 수 있고, 전위차를 갖는 부분(12)으로부터 적절히 절연될 수 있다.

상기 도전성 구성요소(13, 14)의 변형완화부는 V자형 또는 U자형으로 형성되는 굽힘부(13b, 14b)인 것이 바람직하다. 상기 굽힘부(13b, 14b)는 부분적으로 휘어진 상기 도전성 구성요소의 소정부에 의해 쉽게 형성될 수 있다. 상기 V자형 또는 U자형 형상은 상기 도전성 구성요소의 변형을 완화하는데 효과적이다.

상기 도전성 구성요소(13, 14)의 변형완화부는 기계적인 강도가 국부적으로 줄어드는 얇아지거나 취약해지는 노치 또는 절개부(13c, 14c)이면 바람직하다. 상기 노치 또는 절개부(13c, 14c)는 상기 도전성 구성요소의 소정의 일부분을 제거하여 용이하게 형성될 수 있다. 상기 노치 또는 절개부는 상기 도전성 구성요소의 변형을 완화하는데 효과적이다.

상기 도전성 구성요소(13, 14)의 변형완화부는 기계적 강도가 국부적으로 줄어드는 취약부인 홀(13d, 14d)이면 바람직하다. 상기 홀(13d, 14d)은 상기 도전성 구성요소의 소정 일부를 개방시켜 용이하게 형성될 수 있다. 상기 홀은 상기 도전성 구성요소의 변형을 완화하는데 효과적이다.

상기 도전성 구성요소(13, 14)는 금속 와이어이면 바람직하다. 금속 와이어의 사용은 제조되는 도전성 구성요소의 생산성을 향상시키고 따라서 제조비용을 감소시킨다.

하나의 도전성 구성요소(13)가 다른 슬립링(12)보다 비교적 계자코일(2)에서 떨어져 위치되는 슬립링(11)에 연결되며, 도전성 구성요소(13) 및 나머지슬립링(12) 사이에 제공되는 절연 간격을 갖고 상기 슬립 링(12) 내면에 방사상으로 배열되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 변형완화부(13b; 13c; 13d)는 상기 도전성 구성요소(13)에 형성된다.

상기 장치는 도전성 구성요소가 상기 슬립링(12)의 원통형의 내주면에 접촉하는 것을 확실히 방지할 수 있다.

상기 절연부재(15)는 한 쌍의 슬립링(11,12) 및 한 쌍의 도전성 구성요소(13, 14)가 통합된 하나의 인서트 몰딩 수지제로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 장치에 따르면, 상기 변형완화부가 상기 절연부재(15)를 인서트몰딩하는 공정동안 도전성 구성요소(13, 14)의 변형을 확실히 완화할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 금속리드에 변형완화부를 구비시켜, 금속리드의 임의적인 변형을 확실히 완화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 변형이 완화되기 때문에, 금속리드가 설계한 위치에 정확히 위치되게할 수 있는 다른 효과가 있다.

Claims

서로 절연되며, 동축으로 배열되는 한 쌍의 슬립링;

상기 한 쌍의 슬립링과 차량용 교류발전기의 계자코일 사이에 전기적 접속을 제공하는 한 쌍의 도전성 구성요소; 및

상기 한 쌍의 슬립링 및 한 쌍의 도전성 구성요소를 수용하기 위한 절연부재

를 포함하는 차량용 교류발전기의 슬립형 장치에 있어서,

상기 한 쌍의 도전성 구성요소는 변형을 완화하기위해 적어도 하나의 변형 완화부를 구비하는

차량용 교류발전기의 슬립링 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 절연부재는 원통형 외주면에 상기 한 쌍의 슬립링을 수용하기 위한 원통형 몸체, 상기 도전성 구성요소의 단자 단부가 그로부터 돌출되어 상기 계자코일에 접속되는 단자 수용부, 및 상기 한 쌍의 도전성 구성요소를 수용하기 위하여, 상기 원통형 몸체 및 상기 단자수용부 사이에 개재되는 한 쌍의 분기부를 포함하여;

상기 원통형 몸체, 한 쌍의 분기부 및 단자수용부가 협동적으로 단자단부를 제외한 상기 한 쌍의 도전성 구성요소를 협동적으로 매설시키는 방식으로;

상기 도전성 구성요소의 적어도 하나의 변형완화부는 적어도 하나의 상기 분기부에 위치되는

차량용 교류발전기의 슬립링 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 도전성 구성요소의 적어도 하나의 변형 완화부는 상기 분기부가 원통형 몸체로 변경되는 병합영역의 내부 또는 근방에 위치되는

차량용 교류발전기의 슬립링 장치.
제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 한 쌍의 도전성 구성요소의 적어도 하나는 상기 원통형 몸체에 위치되는 경화부를 포함하는

차량용 교류발전기의 슬립링 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전기 전도요소의 적어도 하나의 변형 완화부는 V자형 또는 U자형 형상으로 이루어진 굽힘부인

차량용 교류발전기의 슬립링 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도전성 구성요소의 적어도 하나의 변형 완화부는 기계적 강도가 국부적으로 감소하는 얇거나 취약한 노치 또는 절개부인

차량용 교류발전기의 슬립링 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도전성 구성요소의 적어도 하나의 변형 완화부는 기계적 강도가 국부적으로 감소하는 취약부인 홀로 이루어진

차량용 교류발전기의 슬립링 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 도전성 구성요소는 금속 와이어로 이루어진

차량용 교류발전기의 슬립링 장치.