KR20040037778A - 알터네이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알터네이터에 관한 것으로서, 구동력이 전달되는 제1회전축과, 제1회전체의 구동력을 전달받아 회전되는 제2회전축이 중심부에 결합되며, 상기 제1회전축의 회전수에 따라 직경 가변되며, 외측으로 밸트가 걸리는 밸트 구동체와, 제2회전축과 상기 밸트 구동체에 결합되어 상기 제1회전체의 구동력을 상기 제2회전체로 전달하도록 하는 아답터를 구비한 풀리를 포함한다.

Description

알터네이터{ALTERNATOR}

본 발명은 알터네이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알터네이터의 저속 및 고속 회전에 따라 풀리의 직경을 가변시킬 수 있는 알터네이터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 전원은 배터리를 사용하나 이 배터리는 충전을 하지 않고 사용하면 서서히 능력이 저하되어 결국은 사용불능이 된다. 따라서 이 배터리는 사용할 때마다 가능한 신속하게 충전할 필요가 있다. 이러한 충전 조작은 자동적으로 또 적절히 하여 다른 전장품 부하에 배터리를 대신하여 전류를 공급하는 것이 충전장치이며, 이 충전장치중 하나의 구성을 이루는 것이 알터네이터이다.

이러한 알터네이터는 크랭크 풀리에 의해 V밸트로 구동되며 엔진 회전속도의 약 2배로 돌려지며, 이 알터네이터는 소형 및 경량으로 출력이 크고, 저속에서도 충전 성능이 뛰어나며, 소모부품이 적고 기계적 내구성이 뛰어나므로 고속 회전에 견딜 수 있도록 이루어져 있다.

한편, 차량이 공회전 상태일 때는 엔진의 회전수가 너무 낮아 상기와 같은 알터네이터에서 발생하는 전하량만으로는 모든 부하에서 필요로 하는 양을 충족시킬 수 없는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 첫째, 공회전 rpm을 낮게 정하고 공회전시에 부족한 전류를 배터리로 끌어다 사용하는 방법이 있고, 둘때로는 공회전 rpm을 낮게 유지하지만 알터네이터의 풀리 직경을 줄여서 크랭크 풀리와의 풀리비를 크게 해주어서 알터네이터의 회전수를 높여주는 것이다. 이러한 방법은 첫 번째 방법과 알터네이터의 풀리 직경이 다르다는 차이도 있다. 그리고 세 번째 방법은 공회전 rpm을 높게 정하여 공회전 rpm시 알터네이터의 회전수를 충분히 높게 해주는 방법이다. 즉, 보통의 공회전 rpm이 750~800rpm인데 반해, 이 경우에는 850rpm이상으로 높게 정하는 것이다.

그런데, 공회전 rpm시 부족한 전류를 배터리로부터 끌어다 쓰는 방법은 엔진의 공회전 rpm을 낮게 정해 놓아서 공회전 rpm시에 회전수가 충분하지 않아 필요로 하는 전하량보다 부족하여 배터리 전원을 사용하는 것인데, 이 경우 공회전 rpm이 낮아서 차량의 아이들 소음, 진동 특성이 우수한 반면, 배터리의 방전이 쉽게 된다. 즉, 이 방법은 차량의 NVH 성능을 알터네이터 충방전 성능보다 더 중요시하는 경우이다.

그리고, 공회전 rpm은 낮은 대신에 풀리비를 키워주는 방법은 알터네이터가 충분한 회전수를 얻어서 각 부하에서 원하는 전류를 충분히 공급해줄 수 있는 반면, 엔진 회전수가 3500rpm 이상으로 올라가면 풀리비가 큰 알터네이터는 풀리비가 작은 것에 소음 수준이 최고 5dB 정도 악화됨을 알 수 있다. 즉, 이 방법은 알터네이터의 충방전 성능을 차량의 NVH 성능보다 더 중요시하는 경우이다.

또한, 공회전 rpm을 높게 정하는 방법은, 두 번째 방법의 장점과 동일하나, 공회전 rpm이 높기 때문에 아이들시 차량의 소음, 진동 특성이 악화된다는 점이다. 즉, 이 방법도 알터네이터의 충방전 성능을 차량의 NVH 성능보다 더 중요시하는 경우이다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 알터네이터의 저속 및 고속 회전에 따라 풀리의 직경을 가변시킬 수 있는 알터네이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알터네이터의 풀리를 개략적으로 도시한 분해 사시도.

도 2는 도 1의 밸트 구동체를 개략적으로 도시한 도면.

도 3 및 도 4는 도 1의 알터네이터 풀리의 직경 가변 작동상태를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...제1회전축 20...밸트 구동체

23...제2회전축 30...아답터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알터네이터는, 구동력이 전달되는 제1회전축; 상기 제1회전체의 구동력을 전달받아 회전되는 제2회전축이 중심부에 결합되며, 상기 제1회전축의 회전수에 따라 직경 가변되며, 외측으로 밸트가 걸리는 밸트 구동체; 및 상기 제2회전축과 상기 밸트 구동체에 결합되어 상기 제1회전체의구동력을 상기 제2회전체로 전달하도록 하는 아답터를 구비한 풀리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 밸브 구동체는,

다수개의 서브바디로 구비되며, 그 각각은 상기 제1회전체에 스프링 부재로 설치되는 상기 제2회전축의 회전에 따라 직경이 가변되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 아답터는,

일측이 상기 제2회전축의 일단에 결합되며, 타측은 상기 제1회전체의 일단에 형성된 나사부에 결합되는 제1플레이트 부재; 상기 제2회전축의 타단에 형성된 나사부에 너트 결합되는 제2플레이트 부재; 및 상기 제1/제2플레이트 부재의 측부에 걸림돌기가 마련된 돌출부재가 형성되어 상기 밸트 구동체에 형성된 인입홈에 삽입 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 인입홈은, 상기 제2회전축의 저속 회전시에 상기 돌출부재가 걸리는 제1걸림부; 및 상기 제2회전축의 고속 회전시에 상기 스프링 부재의 탄성력으로 직경 가변된 상기 서브바디의 이동됨으로 상기 돌출부재가 걸리는 제2걸림부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알터네이터를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알터네이터의 풀리를 개략적으로 도시한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 밸트 구동체를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알터네이터 풀리(100)는, 알터네이터의 구동력이 전달되는 제1회전축(10)과, 제1회전축(10)의 구동력을 전달받아 회전되는 제2회전축(23)에 결합되며 제1회전축(10)의 회전수에 따라 직경 가변되어 밸트를 구동하는 밸트 구동체(20)와, 제2회전축(23)과 밸트 구동체(20)에 결합되어 제1회전축(10)의 구동력을 제2회전축(23)으로 전달하는 아답터(30)를 포함한다.

상기 제1회전축(10)은 알터네이터의 구동력이 전달되는 것으로서, 그 일단에는 어댑터(30)가 장착되어 밸트 구동체(20)에 결합된다.

상기 밸트 구동체(20)는 다수개의 서브 바디(21)로 구비된다. 상기 서브 바디(21)는 밸트 구동체(20)의 직경방향으로 절단된 것으로서, 그 각각은 제2회전축(23)에 스프링 부재(25)로 설치된다. 이에 따라, 상기 제2회전축(23)이 회전되면 원심력이 작용되어 각 서브바디(21)는 스프링 부재(25)의 탄성력에 의하여 제2회전축(23)으로부터 멀어지게 되어 밸트 구동체(20)의 직경은 증대된다. 이러한 밸트 구동체(20)의 직경 증대된 상태로 밸트 구동체(20)의 외측에 장착된 밸트를 구동함으로써, 회전수의 상승시 높은 직경으로 노이즈의 감소효과를 갖는다. 그리고, 상기 제2회전축(23)은 회전수가 감소되면 각 서브바디(21)는 스프링 부재(25)의 탄성력으로 직경이 감소되어 밸트 구동체(20)는 작은 직경이 형성됨으로써, 저 회전수에서 고출력이 발생될 수 있도록 한다.

상기 아답터(30)는 구동력이 전달되는 제1회전축(10)과 밸트 구동체(20)가 장착되는 제2회전축(23) 간에 동력을 전달하는 것을 말한다. 상기 아답터(30)의 일측은 제1회전축(10)의 일단에 결합되며, 타측은 제1회전축(10)의 일단에 결합되는 제1플레이트 부재(31)와, 제2회전축(23)의 타단에 형성된 나사부(25)에 너트(27) 결합되는 제2플레이트 부재(33)와, 제1/제2플레이트 부재(31)(33)의 측부에 걸림돌기(35)가 마련된 돌출부재(37)가 형성되어 밸트 구동체(20)에 형성된 인입홈(27)에 삽입 장착된다.

상기 인입홈(27)은 도 4에 도시된 바와 같이, 밸트 구동체(20)를 구성하는 서브바디(21)의 측면에 형성되는 것으로서, 제2회전축(23)의 저속 회전시에 아답터(30)의 돌출부재(37)가 걸리는 제1걸림부(22)와, 제2회전축(23)의 고속 회전시에 스프링 부재(25)의 탄성력으로 직경 가변된 서브바디(21)의 이동됨으로 돌출부재(37)가 걸리는 제2걸림부(24)로 형성된다.

이와 같은 구성으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2회전축(23)이 제1회전축(10)의 약한 구동력을 전달받아 저속 회전되면, 서브바디(21)는 스프링 부재(25)의 탄성력에 의하여 제2회전축(23)의 근접 위치에 위치된다. 이에 따라, 인입홈(27)의 제1걸림부(22)에 아답터(30)의 걸림돌기(35)가 걸린 상태를 유지하여, 밸브 구동체(20)는 작은 직경을 갖고 회전되도록 함으로써, 저 회전수에서도 고출력을 얻을 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2회전축(23)이 제1회전축(10)의 강한 구동력을 전달받아 고속 회전되면, 서브바디(21)는 스프링 부재(25)의 탄성력을 극복하면서 제2회전축(23)으로부터 멀어지게 된다. 이에 따라, 서브바디(21)의 제2걸림부(24)에 아답터(30)의 걸림돌기(35)가 걸린 상태를 유지하여, 밸트 구동체(20)는 보다 큰 직경을 갖고 회전되도록 함으로써, 고 회전수에서 노이즈 저감의 효과를 갖도록 구성된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 알터네이터는 다음과 같은 효과를 갖는다.

알터네이터 풀리의 직경을 저속 회선시에는 작게하며, 고속 회전시에는 크도록 함으로써, 고출력 및 노이즈 저감효과를 갖도록 한다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 구동력이 전달되는 제1회전축;

   상기 제1회전체의 구동력을 전달받아 회전되는 제2회전축이 중심부에 결합되며, 상기 제1회전축의 회전수에 따라 직경 가변되며, 외측으로 밸트가 걸리는 밸트 구동체; 및

   상기 제2회전축과 상기 밸트 구동체에 결합되어 상기 제1회전체의 구동력을 상기 제2회전체로 전달하도록 하는 아답터를 구비한 풀리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 알터네이터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 밸브 구동체는,

   다수개의 서브바디로 구비되며, 그 각각은 상기 제1회전체에 스프링 부재로 설치되는 상기 제2회전축의 회전에 따라 직경이 가변되는 것을 특징으로 하는 알터네이터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 아답터는,

   일측이 상기 제2회전축의 일단에 결합되며, 타측은 상기 제1회전체의 일단에 형성된 나사부에 결합되는 제1플레이트 부재;

   상기 제2회전축의 타단에 형성된 나사부에 너트 결합되는 제2플레이트 부재; 및

   상기 제1/제2플레이트 부재의 측부에 걸림돌기가 마련된 돌출부재가 형성되어 상기 밸트 구동체에 형성된 인입홈에 삽입 장착되는 것을 특징으로 하는 알터네이터.
4. 제3항에 있어서,

   상기 인입홈은,

   상기 제2회전축의 저속 회전시에 상기 돌출부재가 걸리는 제1걸림부; 및

   상기 제2회전축의 고속 회전시에 상기 스프링 부재의 탄성력으로 직경 가변된 상기 서브바디의 이동됨으로 상기 돌출부재가 걸리는 제2걸림부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 알터네이터.