KR20120068115A - 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자 및 이를 이용한 고정자 와이어 결선구조 - Google Patents

Abstract

차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자 및 이를 이용한 고정자 와이어 결선구조가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 결선용 보조단자는 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선을 위한 것으로, 통전(通電) 가능한 소재로 이루어진 평판상의 통전부; 통전부에 일정한 간격으로 볼록하게 돌출 형성되는 중공의 결선부;를 포함하며, 결선부는 결선용 고정자 와이어가 끼워져 고정될 수 있을 정도의 내경을 갖고, 그 선단에는 용접을 위한 개구(開口)가 형성되는 것을 구성의 요지로 한다.

Description

차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자 및 이를 이용한 고정자 와이어 결선구조{Terminal for Stator wire connection of generator and Stator wire connection structure same the use}

본 발명은 고정자(stator) 결선(結線)을 위한 결선용 보조단자에 관한 것으로, 상세하게는 차량용 교류 발전기에서 유도전압이 유기되는 고정자 와이어(Wire) 결선용 보조단자 및 이를 이용한 고정자 와이어 결선구조에 관한 것이다.

엔진 전장품 중의 하나로서 자동차에는 교류 발전기가 채택된다. 자동차용 교류 발전기는 엔진과 전동 가능하게 연결되어 구동되며, 소모된 배터리 전원을 충전시켜주거나 다른 전장품으로 작동에 필요한 전류를 공급하는 역할을 수행한다.

자동차용 교류발전기는 기본적으로 도 1의 도시와 같이, 프론트 하우징과 리어 하우징의 사이에 배치되는 고정자 어셈블리(stator assembly, 100) 및 이 고정자 어셈블리(100) 내측에 배치되며 샤프트(110)에 지지되는 회전자 어셈블리(Rotor assembly, 120)를 포함하고 있다.

고정자 어셈블리에는 회전자 어셈블리 회전에 따라 발생하는 유도전압이 유기되며, 이와 같은 유도전압의 유기를 위해 상기 고정자 어셈블리는 와이어(Wire)로 구성된다.

유도전압의 유기를 위한 와이어로서 종래에는 원형단면을 가진 코일이 주로 이용되었다. 그러나 원형단면 코일의 경우 점적율(고정자 어셈블리 전체에서 코일이 차지하는 비중)이 낮아 발전성능이 떨어지는 문제가 지적되었다.

이에 최근에는 위와 같은 점적율을 높이기 위해, 도 2의 도시와 같이 사각단면을 가진 각 동선(Rectangular wire, 102)으로서 고정자를 구현한 구성이 널리 채택되고 있다.

그런데 각 동선은 그 부피가 크고 두께가 굵어서 각각의 각 동선을 상호 통전 가능하게 결선(結線)시킴에 있어, 종래 원형단면 코일과 같이 트위스트 방식으로 간단히 결선시키는 것이 불가능하다.

도 3은 종래 각 동선을 적용한 고정자 어셈블리에서 각각의 각 동선을 통전 가능하게 연결하기 위한 결선구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3의 도시와 같이, 고정자 어셈블리 구현을 위해 각각의 각 동선을 결선함에 있어서는, 중앙의 결선지점에 위치한 결선용 각 동선(102a)을 기준으로, 그 측방에 위치한 다른 결선용 각 동선(102b)을 상기 중앙의 각 동선 측으로 밴딩(bending)시켜 상기 결선지점(P)에 결선용 각 동선을 집중시킨 후, 상기 결선지점(P)을 용접함으로써 각각의 결선용 각 동선이 결선되도록 하였다.

그러나 위와 같은 결선작업을 위해서는 도면을 통해 알 수 있듯이, 그 결선지점까지 길게 연장되는 길이를 가진 각 동선(102b)이 여러 개 필요하다. 즉, 종래 각 동선을 채택하는 경우 결선을 위해 과도하게 길이가 긴 각 동선이 다수 요구되는 문제가 있다.

또한 위와 같이 각 동선의 길이가 긴 경우에는, 조립시 바깥으로 길게 연장된 상기 각 동선 결선부분 또한 고려해야 하므로 제품 레이아웃(Ray-out)에도 불리하며, 결선 작업도중 작은 외력에도 쉽게 변형되어 결선작업이 안정적으로 이루어지지 못하는 등 결선작업이 용이하지 못하다는 단점이 있다.

본 발명이 해결하려는 기술적 과제는, 고정자 구현을 위한 복수의 각 동선을 상호 통전 가능하게 결선(結線)시킴에 있어, 결선을 위해 고정자 바깥으로 연장되는 각 동선의 길이를 최소화할 수 있고, 결선작업의 용이성을 확보할 수 있도록 한 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자 및 이를 이용한 고정자 와이어 결선구조를 제공하고자 한다.

상기 과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명은, 통전(通電) 가능한 소재로 이루어진 평판상의 통전부; 상기 통전부에 일정한 간격으로 볼록하게 돌출 형성되는 중공의 결선부;를 포함하며, 상기 결선부는 결선용 고정자 와이어(각 동선)가 끼워져 고정될 수 있을 정도의 내경을 갖고, 그 선단에는 용접을 위한 개구(開口)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자를 제공한다.

본 실시예에서 상기 결선부는, 상기 통전부에 적어도 3 개 이상이 일정한 간격으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 결선부 선단에 형성된 개구는, 복수의 결선용 고정자 와이어(각 동선)를 통전 가능하게 연결함에 있어, 용접공간을 확보하면서도 상기 결선용 고정자 와이어 선단이 개구 안쪽에 걸려 보조단자가 밑으로 흘러내리지 않도록, 사각 단면을 가진 결선용 고정자 와이어(각 동선)의 X축과 Y축 두께 중 어느 한 쪽 두께 보다 작은 직경으로 형성될 수 있다.

다른 예로서 상기 결선부는, 통전부에서 일정 높이로 이격된 지점에서 상기 개구가 형성된 선단으로 갈수록 그 단면 직경이 점차 축소되는 형상으로 이루어져, 상기 결선용 고정자 와이어 선단이 안정적으로 끼워질 수 있다.

상기 과제 해결을 위한 다른 수단으로서 본 발명은, 다수의 와이어 조합으로 이루어진 고정자로부터 결선 여유길이를 갖고 연장된 적어도 셋 이상의 결선용 고정자 와이어 선단이, 상기한 결선용 보조단자를 통해 동시에 통전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 결선용 보조단자를 이용한 고정자 와이어 결선구조를 제공한다.

상기 결선용 보조단자의 결선부에 결선용 고정자 와이어를 고정시킴에 있어서는, 상기 결선용 보조단자의 결선부에 결선용 고정자 와이어 선단을 끼운 상태에서, 결선부 측면을 압착 시키거나 결선부 선단의 개구(開口)를 통해 용접을 실시함으로써, 상기 결선용 보조단자에 결선용 고정자 와이어를 고정시킬 수 있다.

바람직한 예로서, 상기 결선용 고정자 와이어 선단을 뾰족하게 형성함으로써, 조립 후 상기 결선용 고정자 와이어 선단 일부가 결선용 보조단자의 결선부 선단 개구를 통해 결선부 바깥으로 노출되도록 구성하면, 용접작업을 수행함에 있어 유리하며 또한 용접면적을 충분히 확보할 수 있어 작업의 용이성을 일층 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 결선용 보조단자를 이용하면, 고정자 구현을 위한 복수의 결선용 고정자 와이어(각 동선)을 상호 통전 가능하게 결선(結線)시킴에 있어, 결선을 위해 고정자 바깥으로 연장되는 결선용 고정자 와이어(각 동선)의 길이를 최소화하면서도 안정적으로 결선작업이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 결선용 보조단자의 이용으로 결선용 고정자 와이어의 길이가 짧아짐으로써, 고정자 어셈블리를 장치 내부에 배치함에 있어 레이아웃(Ray-out)상 유리하면서도, 보다 안정적이면서 견고한 결선작업이 가능하므로 결선작업의 용이성 및 제품 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래 자동차용 교류 발전기의 개략 단면도.
도 2는 종래 자동차용 교류 발전기에 적용되는 고정자 어셈블리의 사시도.
도 3은 도 2에 나타난 고정자 어셈블리를 구성하는 각 동선의 결선구조를 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고정자 와이어 결선용 보조단자의 사시도.
도 5는 도 4에 나타난 본 발명의 실시예에 따른 결선용 보조단자의 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 결선용 보조단자에 의한 고정자 와이어의 결선구조를 나타낸 도면.
도 7은 도 6의 주요부를 확대 도시한 요부 확대 단면도.
도 8은 도 7에 따른 평면도.
도 9, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 결선구조의 다른 실시예를 나타내는 도면들.

본 발명의 실시예에 따른 결선용 보조단자는, 다수의 각 동선(이하, '결선용 고정자 와이어'라 한다.)으로 이루어진 고정자에 있어, 복수의 각 동선을 통전 가능하게 결선시키기 위해 이용되는 것이며, 결선시 소요되는 공정시간 손실을 최소화하면서도 안정적인 결선작업이 이루어질 수 있도록 하는 일종의 터미널(Terminal)에 해당된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고정자 와이어 결선용 보조단자의 사시도이며, 도 5는 도 4에 나타난 본 발명의 실시예에 따른 결선용 보조단자의 단면도이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고정자 와이어(2) 결선용 보조단자(1)는, 평판상의 통전부(10) 및 통전부(10)에 형성되는 결선부(12)로 구성된다. 상기 통전부(10)는 통전(通電) 가능한 소재이면 그 소재에 특별한 제한은 없고, 결선부(12)는 상기 통전부(10)에 일체형으로 이 통전부(10)에 일정한 간격으로 볼록하게 돌출 형성된다.

상기 결선부(12)는 통전부(10)를 일정 간격으로 딥 드로잉(Deep drawing) 가공함으로써 형성될 수 있으며, 따라서 그 속은 비어 있고 결선용 고정자 와이어(2)(각 동선)가 끼워져 고정될 수 있을 정도의 내경을 갖는다. 또한 각각의 결선부(12) 선단에는 결선 후 용접을 위해 일정 직경의 개구(開口, 14)가 형성된다.

복수의 결선용 고정자 와이어(2)(각 동선)를 통전 가능하게 연결함에 있어서, 상기 개구(14)(開口)의 직경이 결선용 고정자 와이어(2) 두께 또는 폭보다 크면, 본 실시예에 따른 결선용 보조단자(1)를 이용해 결선작업을 수행함에 있어 상기 보조단자(1)가 결선용 고정자 와이어(2) 선단 측에 위치되지 못하고 밑으로 흘러내려 결선작업이 안정적으로 이루어질 수 없게 된다.

따라서 결선부(12)에 끼워진 고정자 와이어(2) 선단이 개구(14) 안쪽에 걸려 본 실시예에 따른 보조단자(1)가 밑으로 흘러내리지 않도록, 상기 개구(開口, 14)는 사각 단면을 가진 결선용 고정자 와이어(2)(각 동선)의 두께 보다 작은 직경으로 형성함이 바람직하다. 이에 대해서는 이후 결선구조 설명을 통해 자세히 살펴보기로 한다.

본 실시예에서 상기 결선부(12)는, 상기 통전부(10)에 적어도 3 개 이상이 일정한 간격으로 형성되며, 이에 따라 결선 대상 와이어 즉, 상기 결선용 고정자 와이어(2) 3개 이상을 동시에 통전 가능하게 결선시킬 수 있다. 즉, 상호 결선 대상이 되는 복수의 결선용 고정자 와이어(2)를 종래와 같이 길게 연장시키지 않고도 동시에 통전 가능하게 연결시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 보조단자(1)와 관련한 도면의 도시에서는, 상기 보조단자(1)를 구성하는 통전부(10)에 대해 길이 방향으로 길게 뻗은 직선형 구조에 대해서만 도시하고 있지만, 상기 통전부(10)는 고정자의 단면형상 및 고정자로부터 연장되는 결선용 고정자 와이어(2)의 배치형태에 따라 라운드 또는 절곡된 타입과 같이 다양한 형상으로 변경이 가능하므로, 도시된 형상에 국한되는 것은 아니다.

다음은 상기한 결선용 보조단자(1)에 의한 고정자 와이어(2) 결선구조에 대해 살펴보기로 한다.

도 6은 상기한 구성의 결선용 보조단자(1)에 의한 고정자 와이어(2)의 결선구조를 나타낸 단면도이며, 도 7은 6에 따른 주요부를 확대 도시한 확대 단면도이다.

도 6 내지 도 7을 참조하면, 결선 대상이 되는 복수(본 실시예에서는 3개의 고정자 와이어(2)에 대한 결선구조를 예를 들어 설명한다.)의 결선용 고정자 와이어(2)는 다수의 고정자 와이어 조합으로 이루어진 고정자로부터 결선 여유길이를 갖고 연장된다.

이처럼 결선 여유길이를 갖고 연장된 복수의 결선용 고정자 와이어(2) 선단은 대응하는 위치의 보조단자(1) 결선부(12)에 각각 끼워지며, 상기 결선용 보조단자(1)의 결선부(12)에 결선용 고정자 와이어(2) 선단이 위치한 상태에서, 결선부(12) 측면을 압착시키거나 결선부(12) 선단의 개구(14)(開口) 측에 용접을 실시함으로써, 상기 결선용 보조단자(1)에 결선용 고정자 와이어(2)를 간단히 접착 고정시킬 수 있다.

앞서도 간단히 설명했지만, 고정자 와이어(2) 선단이 결선부(12) 내측에 위치하도록 보조단자(1)를 조립하는 과정에서, 상기 결선부(12) 선단에 형성된 개구(14)(開口) 직경이 결선용 고정자 와이어(2) 두께 또는 폭보다 크면, 상기 보조단자(1)가 결선용 고정자 와이어(2) 선단 측에 고정되지 못하고 밑으로 흘러내려 결선작업이 안정적으로 이루어질 수 없다.

그러나 결선부(12) 선단에 형성되는 상기 개구(14)의 직경(ㅨ)을, 도 8의(a) 또는 도 8의 (b)의 도시와 같이, 사각형 단면의 결선용 고정자 와이어(2)의 X축과 Y축 두께 중 어느 한 쪽 두께(t1 또는 t2) 보다만 작게 형성한다면, 상기 결선용 고정자 와이어(2)가 직사각형 타입이든 정사각형 타입이든 개구(14) 안쪽에 걸리게 됨으로써 결선작업 도중 보조단자(1)가 밑으로 흘러내리지 않게 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 결선용 보조단자(1)를 통해 수행되는 결선구조의 다른 예를 나타낸 도면으로서, 전술한 결선부(12)가 통전부(10)에서 일정 높이로 이격된 지점에서 상기 개구(14)가 형성된 선단으로 갈수록 그 단면 직경이 점차 축소되는 형상을 갖고, 이 결선부(12)에 끼워지는 결선용 고정자 와이어(2) 선단을 뾰족하게 형성할 수 있다.

이처럼 구성한 경우에는, 조립과정에서 보조단자(1)가 밑으로 흘러내리지 않게 될 뿐만 아니라, 결선용 고정자 와이어(2) 선단 일부분이 외부로 노출되는 형태로 조립이 이루어지므로, 상기 보조단자(1)를 결선용 고정자 와이어(2)에 로딩(loading)함에 있어 보다 안정적이면서 정확한 조립이 이루어질 수 있으며, 그 후 용접 작업을 수행함에 있어서도 용접면적을 충분히 확보할 수 있다.

이와는 달리 도 10의 또 다른 예에서와 같이, 상기 결선용 고정자 와이어(2) 선단을 뾰족하게 형성하는 것만으로도, 조립 후 상기 결선용 고정자 와이어(2) 선단 일부가 결선용 보조단자(1)의 결선부(12) 선단 개구(14)를 통해 결선부(12) 바깥으로 노출되므로, 도 9에서와 같은 동일한 작용, 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 결선용 보조단자를 이용하여 결선작업을 수행하는 경우, 고정자 구현을 위한 복수의 결선용 고정자 와이어(각 동선)을 상호 통전 가능하게 결선(結線)시킴에 있어, 결선을 위해 고정자 바깥으로 연장되는 결선용 고정자 와이어(각 동선)의 길이를 최소화하면서도 안정적으로 결선작업이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 결선용 보조단자의 이용으로 결선용 고정자 와이어의 길이가 짧아짐으로써, 고정자 어셈블리를 장치 내부에 배치함에 있어 레이아웃(Ray-out)상 유리하면서도, 보다 안정적이면서 견고한 결선작업이 가능하므로 결선작업의 용이성 및 제품 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있게 된다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 결선용 보조단자
2 : 결선용 고정자 와이어
10 : 통전부
12 : 결선부
14 : 개구(開口)

Claims (7)

1. 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선을 위한 것으로,
   통전(通電) 가능한 소재로 이루어진 평판상의 통전부;
   상기 통전부에 일정한 간격으로 볼록하게 돌출 형성되는 중공의 결선부;를 포함하며,
   상기 결선부는 결선용 고정자 와이어가 끼워져 고정될 수 있을 정도의 내경을 갖고, 그 선단에는 용접을 위한 개구(開口)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 결선부는, 상기 통전부에 적어도 3 개 이상이 일정한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 결선부 선단에 형성된 개구는, 사각 단면을 가진 결선용 고정자 와이어의 X축과 Y축 두께 중 어느 한 쪽 두께 보다 작은 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 결선부는, 통전부에서 일정 높이로 이격된 지점에서 상기 개구가 형성된 선단으로 갈수록 그 단면 직경이 점차 축소되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선용 보조단자.
   
5. 차량용 교류 발전기의 고정자 와이어 결선구조에 있어서,
   다수의 와이어 조합으로 이루어진 고정자로부터 결선 여유길이를 갖고 연장된 적어도 셋 이상의 결선용 고정자 와이어 선단이, 상기 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 기재된 하나의 결선용 보조단자를 통해 동시에 통전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 결선용 보조단자를 이용한 고정자 와이어 결선구조.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 결선용 보조단자의 결선부에 결선용 고정자 와이어 선단을 끼운 상태에서, 결선부 측면을 압착시키거나 결선부 선단의 개구(開口)를 통해 용접을 실시함으로써, 상기 결선용 보조단자에 결선용 고정자 와이어를 고정시키는 것을 특징으로 하는 결선용 보조단자를 이용한 고정자 와이어 결선구조.
   
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 결선용 고정자 와이어 선단은 뾰족하며, 따라서 조립 후 결선용 보조단자의 결선부 선단 개구를 통해 결선부 바깥으로 일부가 노출되는 것을 특징으로 하는 결선용 보조단자를 이용한 고정자 와이어 결선구조.

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