KR200467860Y1 - 알터네이터 캡 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상부에 개구부가 있고, 하부에 반원통형 내면이 있는 메인 바디와, 상기 메인 바디 상부에 대응하여 배치되는 상부 덮개와, 상기 메인 바디 하부에 대응하여 배치되며, 반원통형 내면이 있는 하부 덮개와, 상기 메인 바디의 하부 내면과 상기 하부 덮개의 내면에 장착되고, 내부가 비어 있는 원통형 페라이트 코어를 포함하는 알터네이터 캡을 제공한다.

Description

알터네이터 캡{Alternator cap}

본 고안은 알터네이터 캡에 관한 것으로, 상세하게는 알터네이터에서 생성된 고주파로 인한 노이즈를 저감시킬 수 있는 새로운 알터네이터 캡을 제안한다.

일반적으로, 차량의 알터네이터는 엔진에 장착되어 차량의 각종 전기 부하에 전기에너지를 공급하는 것으로, 상기 알터네이터는 차량 전체의 전기부하와 밧데리의 충방전 성능의 상관관계를 만족시키는 적절한 출력을 어떠한 상황에서도 항상 유지할 수 있어야 한다.

상기와 같은 알터네이터는 엔진룸의 온도가 증가하는 경우 출력이 감소하는 특성이 있기에 자체적인 냉각구조를 구비하고 있으며, 아울러 자체 냉각성능의 향상이 필수적으로 요구된다. 이와 같은 알터네이터를 설계함에 있어 출력 향상을 위한 냉각을 고려하여 냉각팬 및 하우징의 에어홀 형상 등을 최적으로 설계하는 것이 보편적이다.

한편, 최근 알터네이터의 개발 경향이 소형화 및 고출력화이기에 이를 만족시키게 되면 작은 공간내에서 각 부품들이 집적화되는 결과가 초래되고, 아울러 스테이터 코일 및 로터 코일의 권선수 증대와 로터의 자성 증대를 이루어야 한다.

하지만, 집적화에 따라 냉각 성능이 불리해지고, 이를 해결하기 위하여 상대적으로 냉각팬의 사이즈를 증대시키면, 냉각성능은 양호해지나 반대로 풍량이 증가하여 스테이터 진동 증대에 따른 전자기 노이즈의 악화를 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 고출력화를 만족시키기 위하여 스테이터 코일 및 로터 코일의 권선수 증대와 로터의 자성 증대를 이루게 되면, 로터의 자성 증대에 따른 스테이터간 자력(인력과 척력)이 증대됨으로써, 로터의 자력에 의해 스테이터의 진동이 증가하게 되는 문제점도 있었다. 이와 같은 문제들은 최근 가장 중요시하는 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 품질에 있어 마이너스 요인이 된다.

도 1을 참조하면, 알터네이터(10)에서 발생된 고주파 전류는 와이어(20)를 통해 오디오, 스피커, 클러스터 등 차량 내 각종 전자기기(30)에 공급된다. 이러한 고주파 전류는 알터네이터 자체 뿐만 아니라, 와이어와 전자기기에서도 노이즈를 발생시켜 전자기기의 성능을 저하시키게 된다. 차량 내부의 전장품에 노이즈가 발생되면 고주파 노이즈로 인하여 사용자에게 음질 이상 또는 전장품 이상동작을 유발한다.

이와 같은 노이즈 문제는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차 등에서 고전압 전류의 발생이 증가됨에 따라 더욱 심각한 영향을 미치고 있다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 특개평08-153627호(1996. 06.11.) 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 특개2003-317823호(2003. 11.07.)

본 고안은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 고안의 목적은 고주파 노이즈를 저감시키는 알터네이터 캡을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 조립이 용이하고 부품 원가를 상승시키지 않는 차량용 고주파 노이즈 저감 수단을 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 차량 내 전장품의 기능과 내구성을 향상시키는 새로운 알터네이터 캡을 제공하는 것이다.

기타, 본 고안의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 상부에 개구부가 있고, 하부에 반원통형 내면이 있는 메인 바디와, 상기 메인 바디 상부에 대응하여 배치되는 상부 덮개와, 상기 메인 바디 하부에 대응하여 배치되며, 반원통형 내면이 있는 하부 덮개와, 상기 메인 바디의 하부 내면과 상기 하부 덮개의 내면에 장착되고, 내부가 비어 있는 원통형 페라이트 코어를 포함하는 알터네이터 캡을 제공한다.

상기 페라이트 코어는 두 개의 반원통형 구조물로 구성되는 것이 바람직하며, 또한 페라이트 코어는 원통의 양단에 홈이 형성될 수 있다.

상기 상부 덮개 및 하부 덮개는 메인 바디의 일측에 형성된 회전바와 결합되어 회동하도록 장착될 수 있고, 상부 덮개, 하부 덮개 및 메인 바디는 부도체 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 메인 바디 내면과 하부 덮개 내면에는 복수의 고정 돌기가 형성될 수 있고, 이 경우 상기 페라이트 코어 외면에는 상기 고정 돌기에 대응하여 복수의 삽입홈이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 메인 바디 내면과 하부 덮개 내면에는 길이 방향으로 만입되어 있는 삽입바가 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 페라이트 코어 외면에는 상기 삽입바에 대응하여 길이 방향으로 고정바가 형성되는 것이 바람직하다.

본 고안에 따르면, 알터네이터와 와이어 사이에서 연결 부품을 보호하고 절연을 유지하는 알터네이터 캡을 이용하여 알터네이터에서 발생하는 고주파 노이즈를 차단한다. 원통형 구조의 페라이트 코어를 알터네이터 캡 내부 공간에 용이하게 내장시켜 알터네이터로부터 발생되는 고주파 노이즈를 필터링하고 와이어를 통하여 흐르는 고주파 노이즈를 차단함으로써 차량 내부의 각종 전장품의 기능을 최적으로 유지하는 한편, 차량의 전장품들의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 페라이트 코어의 조립성이 우수하여 제조 단가를 상승시키지 않으며, 수리 및 교체가 용이하다.

도 1은 알터네이터에서 발생하는 고주파 노이즈를 보인 모식도.
도 2는 본 고안의 알터네이터 캡을 보인 사시도.
도 3은 본 고안의 알터네이터 캡의 구성 부품을 보인 사시도.
도 4는 알터네이터 캡의 메인 바디를 보인 사시도.
도 5는 알터네이터 캡의 하부 덮개를 보인 사시도.
도 6은 알터네이터 캡에 내장되는 페라이트 코어를 보인 사시도.
도 7은 반원통형 페라이트 코어쌍을 보인 사시도.
도 8은 페라이트 코어가 장착된 알터네이터 캡의 메인 바디 및 하부 덮개를 보인 사시도.
도 9는 페라이트 코어가 내장된 알터네이터 캡을 보인 사시도.
도 10은 도 9의 B-B 선 단면도.
도 11은 도 9의 A-A 선 단면도.
도 12는 페라이트 코어의 다른 실시예를 보인 사시도.
도 13은 도 12의 페라이트 코어가 내장된 알터네이터 캡의 단면도.
도 14는 내면에 돌출홈이 형성된 하부 덮개를 보인 사시도.
도 15는 외면에 삽입공이 형성된 페라이트 코어를 보인 사시도.
도 16은 내면에 삽입바가 형성된 하부 덮개를 보인 사시도.
도 17은 외면에 돌출바가 형성된 페라이트 코어를 보인 사시도.

본 고안은 자동차 알터네이터(또는 발전기)에서 발생하는 고주파 노이즈가 전선을 통해 차량에 적용되는 전장품에 유도되는 것을 방지하기 위한 알터네이터 캡에 관한 것이다.

이를 위하여 본 고안은 발전기에 연결되는 배선 적용 캡의 내부에 고주파 노이즈 필터 역할을 하기 위한 페라이트 코어를 내장 설치하는 것을 기본 요지로 한다. 또한, 전자 부품의 노이즈를 제거하기 위한 목적으로, 알터네이터 캡에 페라이트 코어를 보다 효과적으로 내장하여 제조 비용과 조립 및 설치 공정을 단순화시킬 수 있도록 알터네이터 캡의 구조와 관련지어 페라이트 코어의 형상 및 이를 알터네이터 캡에 설치하기 위한 설치 방식 등을 최적화시킨 점에 또 다른 특징이 있다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 알터네이터 캡(100)은 알터네이터와 와이어 사이에 개재되는 보호 수단으로서, 보다 구체적으로는 알터네이터측 볼트(미도시)와 와이어측 배전 터미널(미도시)을 내부에 수용하는 보호 컨테이너라고 할 수 있다.

알터네이터 캡은 절연성을 가짐과 동시에 제조 원가를 낮추고 조립의 편이성 등을 감안하여 플라스틱 등의 부도체로 제조되며, 도시된 바와 같이 세 개의 부분으로 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 알터네이터 캡은 상부에 개구부(114)가 있고 하부에 반원통형 내면(112)이 있는 메인 바디(110)와, 상기 메인 바디(110) 상부에 대응하여 배치되는 상부 덮개(105)와, 상기 메인 바디(110) 하부에 대응하여 배치되며 반원통형 내면(122)이 있는 하부 덮개(120)를 포함한다.

상기 상부 덮개(105) 및 하부 덮개(120)는 메인 바디(110)의 일측에 형성된 회전바(115, 116)와 각각 결합되어 회동하도록 장착된다. 따라서, 상기 상부 덮개(105) 및 하부 덮개(120)는 메인 바디(110)로부터 수동으로 쉽게 개폐될 수 있다. 그 결과, 후술하는 페라이트 코어를 내장하거나 알터네이터 및 와이어와의 사이에 장착될 때 조립의 편이성이 증대된다.

메인 바디(110) 및 하부 덮개(120)의 내면은 각각 반원통형의 내면을 구비하며, 메인 바디(110)에 하부 덮개(120)가 결합되어 닫히게 되면 메인 바디(110) 및 하부 덮개(120)가 내부 공간은 하나의 원통형 구조를 이루게 된다.

이러한 원통형 내부 공간에는 원통형 페라이트 코어가 내장된다. 구체적으로 도 6을 참조하면, 본 고안의 알터네이터 캡에 내장되는 페라이트 코어(200)는 전체적인 외관이 내부가 비어 있는 원통 형상의 구조로 형성되며, 알터네이터 캡 내부에 고정될 수 있도록 원통면(210)의 양단에 홈(220)이 형성되어 있다.

이러한 페라이트 코어(200)는 알터네이터 캡의 내부 공간에 보다 효율적으로 장착하기 위하여 도 7에 도시한 바와 같이 두 개의 반원통형 구조물을 포함할 수 있다. 각각의 반원통형 페라이트 코어(200a, 200b)는 각각 반원통형 내면(210)을 구비하며, 반원통형 구조물의 원주 방향 끝단에 선형적인 돌출부(222)가 있고, 돌출부의 양단은 단차부(224)가 형성된다.

반원통형 페라이트 코어(200a, 200b)는 도 8에 도시한 바와 같이 상기 메인 바디(110)의 하부 내면과 상기 하부 덮개(120)의 내면의 고정부(111, 121)에 각각 장착되고, 메인 바디(110)에 하부 덮개(120)가 닫히면서 알터네이터 캡 내부 공간에서 하나의 원통형 구조물로 조립된다.

이와 같이 알터네이터 캡에 내장된 페라이트 코어(200)는 차량 내의 알터네이터에서 발생하는 고주파 전류의 노이즈를 개선하는 자성 성분으로서, 알터네이터로 인한 고주파 노이즈가 차량 내부의 전장품(오디오, 스피커, 클러스터 등)에 기능 저하를 일으켜 음질 이상 또는 전장품 이상 동작을 유발하는 것을 억제한다. 즉, 본 고안에 따른 알터네이터 캡은 알터네이터와 배선 사이에 적용되어 자성 성분인 페라이트 코어(200)를 고주파 필터로서 작용하게 함으로써 고주파 노이즈를 차단하고, 이를 통해 노이즈 개선 효과를 기대할 수 있다.

알터네이터 캡에 내장된 페라이트 코어(200)는 알터네이터로부터 배선을 통해 흐르는 유효한 신호는 잘 통과시키며, 해로운 고주파 성분은 차단한다. 구체적으로, 원통형의 페라이트 코어(200)에서 투자율이 좋은 대역(500KHz - 100MHz)의 잡음은　단락된 형태(원통 구조)로 소모되어 버리며, 이 대역이 아닌 유효한 신호는 손실 없이 통과하게 된다.

한편, 본 고안과는 다르게 고주파 노이즈를 제거하기 위한 방안으로서 예를 들어 와이어 자체에 페라이트 코어를 적용하는 방식을 고려할 수 있다. 이 경우, 페라이트 코어로 인하여 와이어에서 인덕터가 증가하게 된다. 인덕터는 투자율*권선수로 나타낼 수 있는데, 투자율이 높은 페라이트 코어를 와이어에 넣어줌으로써 와이어의 인덕터가 증가하게 되고, 그 결과 고주파 성분의 신호전류를 잘 흐르지 못하게 됨으로써 저주파(60HZ)는 잘 통과하고, 고주파 신호는 차단하여 노이즈가 와이어를 통해 외부로 나가는 것을 막을 수 있다.

그러나, 이와 같이 알터네이터 부위에서 발생하는 고주파 차단을 위한 와이어링 고주파 차단 방법은 작업성이 매우 어렵고 원가 상승을 일으키는 문제가 있는 반면, 미관 측면에서도 좋지 못하여 고주파 노이즈 저감 방식으로는 적절하지 못하는 한계가 있다.

본 고안에 따른 알터네이터 캡은 알터네이터 '+' 단자에서 발생하는 산소의 영향으로 접촉저항 값이 커지게 되면 이러한 접촉저항을 줄여 주는 역할을 수행하여 안전사고를 방지하는 한편, 조립 공정 시 '+' 단자에서 공구에 의한 쇼트가 발생하는 것을 억제하는 일차적 기능과 더불어 전술한 고주파 노이즈를 차단하는 이차적 기능을 갖고 있기 때문에 공정성이나 기능성 측면에서 매우 우수하다고 할 수 있다.

특히, 본 고안에 따른 알터네이터 캡은 하부 덮개(120) 및 메인 바디(110)가 별도의 접착 수단 없이 페라이트 코어(200)를 내면에 장착할 수 있도록 내측면에 페라이트 코어(200)의 길이 방향에 대응하는 고정부(111, 121)가 형성되어 있으며, 그 결과 페라이트 코어의 장착 및 조립이 간단하게 이루어지는 장점이 있다.

도 9는 페라이트 코어가 내장된 알터네이터 캡을 도시한 것이다. B-B 선 단면을 보인 도 10을 참조하면, 메인 바디(110)와 하부 덮개(120) 내부 공간에 안착된 각각의 반원통형 페라이트 코어(200a, 200b)는 하나의 원통 구조를 이루고 있다. 반면, A-A 선 단면을 보인 도 11을 참조하면 반원통형 페라이트 코어(200a, 200b)의 끝단에 해당하는 부분이 홈과 유사한 형태로 도시된 것을 볼 수 있다. 이 부분은 도 7의 단차부(224)에 해당하는 것으로서, 메인 바디(110)와 하부 덮개(120) 내면의 고정부(111, 121)와 결합되어 별도의 접착 수단이나 고정 수단 없이도 페라이트 코어의 조립이 가능하게 한다.

한편, 본 고안에 따른 페라이트 코어(200)는 도 12에 도시된 바와 같이 두 개의 반원통형 구조물(200a, 200b)로 구성되고, 반원통형 구조물(200a, 200b) 양단에는 도 7의 실시예에서와는 달리 일부분만 절삭된 단차부(225)가 형성될 수도 있다. 이 경우, 알터네이터 캡에 장착된 페라이트 코어(200)의 양 끝단의 단면 구조는 도 13에 도시된 바와 같이, 부분적인 만입부(221)가 존재하며 페라이트 코어(200) 끝단이 서로 만나는 형태가 된다.

본 고안에 있어서, 알터네이터 캡에 페라이트 코어(200)를 보다 안정적으로 고정시키기 위하여 별도의 고정 수단을 부가할 수 있다. 예를 들어, 도 14를 참조하면 하부 덮개(120)의 내면(122)에 복수의 고정 돌기(126)가 형성된 것을 볼 수 있다. 이와 같은 고정 돌기(126)는 메인 바디(110) 내면에도 동일하게 형성할 수 있다. 고정 돌기(126)를 메인 바디(110)와 하부 덮개(120)에 형성한 경우, 페라이트(200) 코어 외면에는 도 15에 도시한 바와 같이 상기 고정 돌기(126)에 대응하여 복수의 삽입홈(226)이 형성된다. 알터네이터 캡의 메인 바디(110)와 하부 덮개(120)에 페라이트 코어(200)가 장착될 때, 상기 고정 돌기(126)가 삽입홈(226)에 결합됨으로써 페라이트 코어의 조립이 용이하고 고정 상태를 견고하게 유지할 수 있다.

또한, 또 다른 고정 수단으로서 도 16에 도시한 바와 같이 하부 덮개(120) 내면(122)에 길이 방향으로 만입되어 있는 삽입바(128)를 형성할 수 있다. 이러한 삽입바(128)는 메인 바디(110) 내면에도 동일하게 형성할 수 있고, 이 경우 페라이트 코어(200) 외면에 도 17에 도시한 바와 같이 상기 삽입바(128)에 대응하여 길이 방향으로 돌출되어 있는 고정바(228)를 형성하는 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 알터네이터 캡은 원통형 구조의 페라이트 코어를 알터네이터 캡 내부 공간에 용이하게 내장시켜 알터네이터로부터 발생되는 고주파 노이즈를 필터링하고 와이어를 통하여 흐르는 고주파 노이즈를 차단함으로써 차량 내부의 각종 전장품의 기능을 최적으로 유지하는 한편, 차량의 전장품들의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.

한편, 본 고안에 따른 알터네이터 캡에 적용되는 페라이트 캡은 자성 성분을 가지며, 고주파 노이즈를 필터링 할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않으며, 특정 페라이트 성분에 한정되지 않음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 고안을 예시적으로 설명하였으나, 본 고안은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 고안에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 실용신안등록청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

100:알터네이터 캡 105:상부 덮개
110:메인 바디 120:하부 덮개
200:페라이트 코어 220:홈
222:돌출부 224:단차부

Claims (12)

1. 상부에 개구부가 있고, 하부에 반원통형 내면이 있는 메인 바디와,
   상기 메인 바디 상부에 대응하여 배치되는 상부 덮개와,
   상기 메인 바디 하부에 대응하여 배치되며, 반원통형 내면이 있는 하부 덮개와,
   상기 메인 바디의 하부 내면과 상기 하부 덮개의 내면에 장착되고, 내부가 비어 있는 원통형 페라이트 코어를 포함하되,
   상기 페라이트 코어는 두 개의 반원통형 구조물로 구성되고, 반원통형 구조물 양단에는 부분적으로 단차부가 형성되며,
   상기 하부 덮개 및 메인 바디의 내측면에는 상기 페라이트 코어의 단차부를 걸어주는 고정부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 알터네이터 캡.
2. 제1항에 있어서, 상기 페라이트 코어는 두 개의 반원통형 구조물로 구성되는 것을 특징으로 하는 알터네이터 캡.
3. 제1항에 있어서, 상기 페라이트 코어는 원통의 양단에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 알터네이터 캡.
4. 제1항에 있어서, 상기 상부 덮개 및 하부 덮개는 메인 바디의 일측에 형성된 회전바와 결합되어 회동하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 알터네이터 캡.
5. 제1항에 있어서, 상기 상부 덮개, 하부 덮개, 및 메인 바디는 부도체 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 알터네이터 캡.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 상부 덮개 및 하부 덮개는 메인 바디로부터 수동으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 알터네이터 캡.
8. 제1항에 있어서, 상기 메인 바디 내면과 하부 덮개 내면에는 복수의 고정 돌기가 형성되어 있는 알터네이터 캡.
9. 제8항에 있어서, 상기 페라이트 코어 외면에는 상기 고정 돌기에 대응하여 복수의 삽입홈이 형성되어 있는 알터네이터 캡.
10. 제1항에 있어서, 상기 메인 바디 내면과 하부 덮개 내면에는 길이 방향으로 만입되어 있는 삽입바가 형성되어 있는 알터네이터 캡.
11. 제10항에 있어서, 상기 페라이트 코어 외면에는 상기 삽입바에 대응하여 길이 방향으로 고정바가 형성되어 있는 알터네이터 캡.
12. 삭제

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