KR20080008495A - 자동차용 교류 발전기의 고정자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 교류 발전기의 고정자에 관한 것으로, 원주에 걸쳐 돌기된 차양부의 하측 양단 모서리 면이 소정 각도로 테이퍼진 형상으로 형성됨으로써, 각 슬롯간의 자력 전달의 손실을 감소시키고, 교류 발전기의 발전시 소정의 공극을 유지하면서 차양부의 형상으로 인한 전자파에 의한 잡음의 피크치를 감소시키며, 자력선의 급격한 변화를 방지함으로써, 차량의 전반적인 시스템과 기기에 이상을 유발시키는 잡음을 제거시키는 자동차용 교류 발전기의 고정자를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은 대략 원통 형상의 코어백부와, 상기 코어백부로부터 중심 방향으로 소정 길이를 가지며 일체로 형성되어 원주 방향으로 소정 간격 이격되도록 배열되는 다수의 티스부, 그리고 상기 티스부의 선단부에서 원주 방향 양측으로 연장되어 돌출되도록 형성되는 차양부가 구비되는 자성 강판을 적층시킨 원통 형상의 고정자 철심을 포함하여 이루어지는 자동차용 교류 발전기의 고정자에 있어서, 상기 차양부 하단면의 양측을 테이퍼진 형상으로 형성함으로써, 자력 전달의 손실을 최소화시키고, 자력 변화의 임펄스 요소를 제거시키는 것을 특징으로 한다.

교류 발전기, 고정자, 티스부, 차양부

Description

자동차용 교류 발전기의 고정자{a Stator of an Alternator for a Vehicle}

도 1은 일반적인 자동차용 교류 발전기의 개략적인 단면도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 자동차용 교류 발전기의 고정자 철심의 정면도 및 정면 부분 확대도이다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 교류 발전기의 고정자 철심의 정면 도 및 정면 부분 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1: 고정자 철심 10: 코어백부

20: 티스부 22: 차양부

30: 슬롯 32: 인슐레이터

본 발명은 자동차용 교류 발전기의 고정자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원주에 걸쳐 돌기된 차양부의 하측 양단 모서리 면이 소정 각도로 테이퍼진 형상으로 형성됨으로써, 각 슬롯간의 자력 전달의 손실을 감소시키고, 교류 발전기의 발전시 소정의 공극을 유지하면서 차양부의 형상으로 인한 전자파에 의한 잡음의 피크치를 감소시키며, 자력선의 급격한 변화를 방지함으로써, 차량의 전반적인 시스템과 기기에 이상을 유발시키는 잡음을 제거시키는 자동차용 교류 발전기의 고정자에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 각종 전기 및 전자기기를 장착하고 이들은 발전기와 축전지로부터 공급되는 전력에 의하여 작동되도록 되어 있으며, 상기 전력의 안정된 공급을 위하여 발전기를 중심으로 하는 충전장치를 구비하고 있고, 상기 발전기는 직류발전기와 교류발전기가 이용되고 있으나, 저속 및 고속에서도 안정성을 유지하는 교류발전기가 보다 널리 이용되며, 자동차용 교류 발전기는 저속에서 발생 전압을 높게하고, 고속에서 안정된 성능을 발휘할수 있도록 하기 위해, 알터네이터라 명칭되는 통상의 3상 교류 발전기를 사용하게 되는것으로, 상기 자동차용 교류 발전기인 알터네이터(alternater)는 자동차 엔진의 크랭크축과 연결된 상태로써, 엔진 회전 시 동력을 전달받아 배터리를 충전시키는 역할을 수행하고, 상기 교류발전기는 하우징의 내부에 브러쉬 어셈블리와, 스테이터 어셈블리, 코일이 권선되는 보빈과 폴 코어로 구성되는 로터 어셈블리 및 상기 로터 어셈블리의 회전을 원활하게 하는 베어링과, 차량의 엔진 구동력을 전달받아 발전기를 구동시키는 풀리 등으로 구성되어 있고, 상기와 같이 구성되는 발전기에 있어서의 종래의 냉각방식은, 교류 발전기의 작동시 발생하는 열을 냉각시키기 위해서 풀리의 내측에 팬(Fan)을 설치하거나 상기 스테이터 어셈블리의 슬립링 일방에 냉각팬을 설치하고 상기 팬의 동작으로 발생된 냉각풍이 상기 교류발전기의 내부를 순환하면서 냉각작용을 하는 공냉식으로 되어 있었으며, 상기 보빈의 외주에 코일이 권선된 상태에서 폴 코어에 결합하도록 구성되어 있다.

도 1은 일반적인 자동차용 교류 발전기의 개략적인 단면도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 자동차용 교류 발전기는 고정자와 회전자를 포함하여 구성된다.

상기 고정자(stator, 200)는 고정자 철심(stator core, 111)과 고정자 코일(stator coil, 150)로 구성되어 드라이버 및 드라이버 엔드 프레임(driver end frame, 185)상간에 압입된다.

그리고, 상기 회전자(rotor. 160)는 상기 고정자(200)의 내방에 구비되고, 횡방향으로 회전자 샤프트(rotor shaft, 167)가 설치되며, 회전자 코일(161)을 권취하여 슬립링(slip ring, 181)과 연결시키고, 회전자 샤프트(rotor shaft, 167)의 중도에 스풀 보빈(spool bobbin, 165)이 결합된다.

여기서, 상기 스풀 보빈(spool bobbin, 165)의 외방에 다수개의 회전자 폴(rotor pole)을 갖는 세그먼트(segment, 163)가 결합되고, 상기 슬립링(slip ring, 181)에는 내방에 배터리 전원을 상기 슬립링(181)을 통하여 회전자 코일(rotor coil, 161)로 인가시켜 세그먼트(segment, 163)를 자화시키기 위하여 브 러쉬(brush, 171)가 삽입된 브러쉬 홀더(brush holder, 173)가 구비된다.

또한, 상기 스풀 보빈(spool bobbin, 165)은 슬립링 측에 구비되는 sre fan(slip ring end, 183)을 고정하기 위하여 sre fan(slip ring end, 183) 의 각 홀(hole)에 포스트(post)로 웰딩(welding) 결합된다.

이때, 상기 스풀 보빈(165)은 울트라 소닉 웰딩(ultra sonic welding)에 의하여 sre fan(183)의 홀에 포스트(post)로 고정되며, 이로 인해 스풀 보빈(spool bobbin, 165)과 sre fan(slip ring end, 183)이 상호 결합되도록 이루어진다.

도 2는 종래 기술에 따른 자동차용 교류 발전기의 고정자 철심의 정면도 및 정면 부분 확대도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 고정자(stator, 200)는 고정자 철심(stator core, 111)과 고정자 코일(stator coil, 140)로 구성되어 드라이버 및 드라이버 엔드 프레임(driver and driver end frame, 185) 상간에 압입된다.

상기 고정자 철심(stator core, 111)은 코어백부(coreback, 110)와 티스부(teeth, 120)와 슬롯(slot, 130)과 인슐레이터(insulator, 132)와 차양부(122)로 이루어진다.

또한, 상기 코어백부(coreback, 110)는 원통형상으로 형성되는 상기 고정자(stator, 200)의 외주면에 원통형상으로 형성되며, 상기 티스부(teeth, 120)는 상기 코어백부(coreback, 110)로부터 중심 방향으로 소정의 길이를 가지며 상기 코어백부(coreback, 110)와 일체로 형성되되, 원주 방향으로 소정 피치로 배열되고, 상기 슬롯(slot, 130)은 상기 티스부(120)에 의해 구획되며 형성된다.

그리고, 상기 인슐레이터(insulator, 132)는 상기 티스부(teeth, 120) 내측 및 일측과 타측에 구비되며, 상기 차양부(122)는 상기 티스부(teeth, 120)의 선단부에서 원주 방향 양측으로 연장되어 돌출하도록 형성되되, 상기 슬롯(slot, 130) 개구의 약 반분을 차폐하여 상기 고정자 코일의 돌출을 방지한다.

상기의 구성으로 이루어지며, 상기 고정자 철심(stator core, 111)은 소정 형상으로 프레스 가공된 자성 강판을 적층 일체화하여 원통 형상으로 형성시킨다.

한편, 상기 고정자 코일(stator coil, 140)은 소정의 자극을 갖는 회전자(rotor, 160)에 대해 3상 교류 코일로 이루어지는 상기 고정자 철심(stator core, 111)의 슬롯(slot, 130)과 상기 코어백부(coreback, 110)에 연결되도록 권취된다.

그러나, 원주에 걸쳐 돌기된 차양부의 하측 양단 모서리 면의 형상은 소정의 공극 전체에 영향을 줌으로써, 교류 발전기의 발전시 전자파에 의한 잡음의 피크치를 상승시켜 소음의 원인으로 작용하며, 차량의 타 기기나 시스템에 영향을 줄 수 있는 노이즈를 발생시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 원주에 걸쳐 돌기된 차양부의 하측 양단 모서리 면이 소정 각도로 테이퍼진 형상으로 형성됨으로 써, 각 슬롯간의 자력 전달의 손실을 감소시키고, 교류 발전기의 발전시 소정의 공극을 유지하면서 차양부의 형상으로 인한 전자파에 의한 잡음의 피크치를 감소시키며, 자력선의 급격한 변화를 방지함으로써, 차량의 전반적인 시스템과 기기에 이상을 유발시키는 잡음을 제거시키는 자동차용 교류 발전기의 고정자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 대략 원통 형상의 코어백부와, 상기 코어백부로부터 중심 방향으로 소정 길이를 가지며 일체로 형성되어 원주 방향으로 소정 간격 이격되도록 배열되는 다수의 티스부, 그리고 상기 티스부의 선단부에서 원주 방향 양측으로 연장되어 돌출되도록 형성되는 차양부가 구비되는 자성 강판을 적층시킨 원통 형상의 고정자 철심을 포함하여 이루어지는 자동차용 교류 발전기의 고정자에 있어서, 상기 차양부 하단면의 양측을 테이퍼진 형상으로 형성함으로써, 자력 변화의 임펄스 요소를 제거시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 교류 발전기의 고정자 철심의 정면 도 및 정면 부분 확대도이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 고정자는 고정자 철심(1)과 고정자 코일로 구성되어 드라이버(driver) 및 드라이버 엔드 프레임(driver end frame)상간에 압입된다.

상기 고정자 철심(coreback core, 1)은 코어백부(coreback, 10)와 티스부(teeth, 20)와 슬롯(slot, 30)과 인슐레이터(insulator, 32)와 차양부(22)로 이루어진다.

또한, 상기 코어백부(coreback, 10)는 원통형상으로 형성되는 상기 고정자(core)의 외주면에 원통형상으로 형성되며, 상기 티스부(20)는 상기 코어백부(10)로부터 중심 방향으로 소정의 길이를 가지며 상기 코어백부(coreback, 10)와 일체로 형성되되, 원주 방향으로 소정 피치(pitch)로 배열되고, 상기 슬롯(slot, 30)은 상기 티스부(teeth, 20)에 의해 구획되며 형성된다.

그리고, 상기 인슐레이터(insulator, 32)는 상기 티스부(teeth, 20) 내측 및 일측과 타측에 구비되며, 상기 차양부(22)는 상기 티스부(teeth, 20)의 선단부에서 원주 방향 양측으로 연장되어 돌출하도록 형성되되, 상기 슬롯(slot, 30) 개구의 약 반분을 차폐하여 상기 고정자 코일(core coil)의 돌출을 방지한다.

여기서, 차양부(22)는 상기 슬롯(slot, 30)의 개구를 차폐하여 상기 고정자 코일의 돌출됨을 방지하기 위한 형상은 다양하게 변화 가능하다.

상기한 바와 같이, 상기 차양부(22)는 원주에 걸쳐 돌기된 차양부의 하측 양단 모서리 면이 소정 각도로 테이퍼(taper)진 형상으로 형성되어, 교류 발전기의 발전시 회전자가 회동되면서 발생하는 자력이 인접한 티스부(teeth, 20)의 차양부(22)로 전달됨에 따라 유발되는 손실을 감소시키는 형상으로 형성된다.

또한, 상기 차양부(22)의 하측 양 단 모서리 면의 소정 각도 테이퍼진 형상으로써, 교류 발전기의 발전시 발생되는 자기력의 변화에 따른 잡음 발생을 억제시키고, 차량의 시스템이나 타 기기에 장애를 줄 수 있는 잡음을 최소화하는 형상으로 형성된다.

여기서, 상기 차양부(22)의 하측 양 단 모서리의 면이 교류 발전기의 발전시 발생되는 자기력의 변화에 따른 잡음 발생을 억제시키고, 차량의 시스템이나 타 기기에 장애를 줄 수 있는 잡음을 최소화하기 위한 형상은 다양하게 변화 가능한 것도 바람직하다.

이는 교류 발전기의 구동시 교류 발전기의 고정자에 발생되는 각 슬롯간의 자력 전달에 있어 자력 전달의 효율을 증가시킴으로써 입력(input) 대 출력(output)의 비를 상승시켜 최대 효율치에 도달할 수 있도록 손실을 감소시키는 효과가 있을 뿐만 아니라, 상기 차양부(22)의 형상으로 인한 전자파에 의한 잡음의 피크치를 감소시켜 교류를 직류로 정류할 시 더욱 직류에 가까운 전류를 형성하는 성능의 향상을 가져올 수 있는 이점이 있다.

상기의 구성으로 이루어지며, 상기 고정자 철심(1)은 소정 형상으로 프레스 가공된 자성 강판을 적층 일체화하여 원통 형상으로 형성시킨다.

한편, 상기 고정자 코일은 소정의 자극을 갖는 회전자에 대해 3상 교류 코일로 이루어지는 상기 고정자 철심(1)의 슬롯(30)과 상기 코어백부(10)에 연결되도록 권취된다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 원주에 걸쳐 돌기된 차양부의 하측 양단 모서리 면이 소정 각도로 테이퍼진 형상으로 형성됨으로써, 각 슬롯간의 자력 전달의 손실을 감소시키고, 교류 발전기의 발전시 소정의 공극을 유지하면서 차양부의 형상으로 인한 전자파에 의한 잡음의 피크치를 감소시키며, 자력선의 급격한 변화를 방지함으로써, 차량의 전반적인 시스템과 기기에 이상을 유발시키는 잡음을 제거시키는 등의 효과를 거둘 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능 할 것이다.

Claims (1)

1. 대략 원통 형상의 코어백부(10)와, 상기 코어백부(10)로부터 중심 방향으로 소정 길이를 가지며 일체로 형성되어 원주 방향으로 소정 간격 이격되도록 배열되는 다수의 티스부(20), 그리고 상기 티스부(20)의 선단부에서 원주 방향 양측으로 연장되어 돌출되도록 형성되는 차양부(22)가 구비되는 자성 강판을 적층시킨 원통 형상의 고정자 철심(1)을 포함하여 이루어지는 자동차용 교류 발전기의 고정자에 있어서,

   상기 차양부(22) 하단면의 양측을 테이퍼진 형상으로 형성함으로써, 자력 전달의 손실을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 교류 발전기의 고정자.

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