KR900005758B1 - 자동차용 교류발전기의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 교류발전기의 냉각장치

제1도는 본원 발명의 일실시예를 나타내는 자동차용 교류발전기의 종단면도.

제2도는 제1도의 실시예에 사용하는 냉각팬을 나타내는 정면도.

본원 발명은 자동차용 교류발전기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 교류발전기의 고정자권선, 정류다이오드 등의 냉각을 하는 냉각 장치에 관한 것이다.

종래로부터 자동차용 교류발전기의 내부에는 발전기의 소형 고출력화를 도모하기 위해, 고정자권선, 정류다이오드 등의 부품을 냉각하는 냉각장치가 내장되어 있다. 이 종류의 냉각장치는 예를 들면 일본국 특허공개 제 1983∼148640호 공보에 기재된 바와 같이 회전자의 양측면에 냉각팬(fan)을 배설하고, 한쪽의 냉각팬이 프론트브래킷(front bracket)을 통해 발전기의 내부에 외부로부터 냉각풍을 도입해서 고정자권선을 냉각하고, 다른 쪽의 냉각판이 리어브래킷(rear bracket)의 내부에 냉각풍을 도입해서 리어브래킷내에 장착한 정류다이오드를 냉각하고, 또한 고정자권선의 냉각을 하는 것이다.

그러나, 종래의 냉각장치는 각 냉각팬의 팬능력(흡입용량)을 동일하게 설정하든가 또는 발전기 본체의 전체길이를 단축할 목적으로 프론트브래킷내의 스페이스가 제약되어 있기 때문에 프론트브래킷쪽의 냉각팬의 흡입량을 리어브래킷쪽의 냉각팬보다 작게 설정하고 있었다. 그러나, 이와 같은 팬설정 조건하에서는 각 브래킷내에 있어서의 냉각팬의 흡입부의 부압이 프론트브래킷보다 커지기 때문에, 리어브래킷쪽에 장착된 정류다이오드는 오로지 리어브래킷쪽 냉각팬(이하 다이오드쪽 팬이라 한다)의 회전에 의한 냉각풍에 의해서만 냉각되고 있었다.

그리고, 각 냉각팬의 용량이 동일한 경우에는 회전자의 설치공간에 흐르는 냉각풍(축류)이 발생하지 않으므로, 회전자 여자권선의 냉각을 도모하는 것이 곤란하였다. 그리고, 다이오드 쪽의 팬의 용량을 프론트브래킷쪽 냉각팬(이하 반 다이오드쪽 팬이라 한다)보다 크게 했을 경우에는 다이오드쪽 팬의 흡입부의 부압이 커지므로, 그 부압차에 의해서 반다이오드쪽의 팬의 냉각풍의 일부가 축류로 되어 다이오드팬쪽으로 흐르지만, 이 경우의 축류는 다이오드쪽 팬의 냉각풍에 항거하는 흐름으로 되기 때문에 정류다이오드에 기여하는 냉각풍이 감소해서 다이오드 냉각효율을 저하시키는 원인으로 되어 있었다.

본원 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는바는 교류발전기 내부에 내장된 고정자권선, 회전자의 여자권선, 정류다이오드 등의 부품을 효율성 좋게 냉각해서 소형 고출력화를 도모할 수 있는 자동차용 교류 발전기를 제공함에 있다.

본원 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 교류발전기의 회전자의 양쪽에 배치된 냉각팬과, 이들 냉각팬을 수용하는 1쌍의 브래킷과, 교류발전기에 대한 내각풍 통풍용 흡입공 및 토출공을 구비한 것에 있어서, 상기 냉각팬은 교류출력 정류용 다이오드를 내장한 다이오드쪽 팬보다 다른 편의 반다이오드쪽 팬의 흡입용량을 크게 해서, 이 다른 편의 반다이오드쪽 팬에 있어서의 흡입부의 부압을 상기 다이오드를 가진 브래킷 쪽의 팬보다 크게 설정한 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본원 발명에 의하면 다이오드를 가진 한쪽의 브래킷 쪽 팬(다이오드쪽 팬)보다 다른편 브래킷 쪽 팬(반다이오드쪽 팬)의 쪽이 부압이 크기 때문에, 양팬의 흡입부에 부압차가 생기고, 부압차를 보충하기 위해서 다이오드 쪽 팬으로부터 반다이오드쪽 팬에 회전자의 설치공간을 지나서 냉각풍(축류)이 흐른다. 이 축류가 되는 냉각풍은 다이오드쪽 팬의 브래킷에 형성한 흡입공을 통하여 외부로부터 보충된다.

따라서, 다이오드를 갖춘 브래킷쪽에 유입하는 냉각풍량은 다이오드쪽 팬의 냉각풍량에 상기 보충 냉각풍량이 증대하므로, 정류다이오드의 냉각효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 보충 냉각풍이 회전자 여자권선의 설치공간부를 축류로 되어 흐리기때문에, 회전자 여자권선의 냉각까지도 도모할 수 있다. 그리고, 본원 발명에 있어서는 다이오드쪽 팬 및 반다이오드쪽 팬의 회전에 의한 냉각풍에 의해서 고정자권선을 냉각 하지만, 이 경우에도 상기 보충 냉각풍의 발생에 의해서 전체의 냉각풍량이 향상되고, 고정자권선의 냉각능력도 종래에 비해서 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

본원 발명의 일실시예를 제1도 및 제2도에 의하여 설명한다.

제1도에 있어서, (1)은 발전기의 회전축, (2)는 회전축에 부착된 회전자이며, 회전자(2)는 여자권선(3)과 회전축(1)에 부착된 손톱모양의 계자철심(4a)(4b)로 이루어진다. 계자철심(4a)(4b)은 회전축(1)의 둘레 방향으로 복수 배설되며, 서로 간격을 유지하면서 맞물리도록 배치되어 있다. (5)는 프론트브래킷, (6)은 리어브래킷이며, 프론트브래킷(5)과 리어브래킷(6)과의 사이에는 고정자권선(8)을 감은 고정자(7)가 끼워 맞추어져 있다.

프론트브래킷(5)은 고정자권선(8)을 감은 고정자(7)가 끼워 맞추어진 상태로 되어 있다.

프론트브래킷(5)은 그 측벽부에 냉각풍 흡입공(9)이 배설되고, 또한 고정자권선(8)의 근처에 냉각풍 토출공(10)이 배설되고, 측벽부 중앙부에는 프론트쪽 베어링(11)을 수용하는 베어링수용부(12)가 설치되어 있다. 한편, 리어브래킷(6)은 그 뒷쪽에 리어쪽 베어링(13), 브러시(14), 정류다이오드(15)등을 수용하고, 또한 리어브래킷(6)의 뒤쪽으로부터 발전기 내부로 냉각풍을 도입하는 냉각용 흡입공(16),(17),(18)이 배설되고, 고정자권선(8)의 근처에 냉각풍 토출공(19)이 배설되어 있다.

(20),(21)은 회전자(2)의 양측면에 설치한 냉각용 원심팬이며, 리어브래킷(6)측의 원심팬(20)은 판금벤딩법에 의해 성형되고, 리어쪽 계자철심(4b)의 외측면에 고정되어 있다. 원심팬(21)은 합성수지에 의해서 몰드성형된다. 한편, 프론트브래킷(5)쪽의 원심팬(21)은 합성수지, 예를 들면 유리가 혼합된 6,6∼나일론에 의해서 몰드 상형되고 본체 중심부에 팬부시(22)가 일제로 끼워져 있으며 팬부시(22)를 회전축(1)에 삽입한 상태로, 폴리(23)의 고정너트(24)를 죄이므로서, 원심팬(21)이 회전자(2)의 프론트쪽 계자철심(4a)의 측면에 압접(壓接)해서 배치되어 있다. 원심팬(21)은 판금벤딩법에 의해 성형된다. 이 원심팬(21)은 외경이 리어브래킷쪽의 원심팬(20)의 외경보다 더 크게 설계되며, 따라서 원심팬(21)은 리어브래킷쪽의 원심팬(20)보다 더 큰 흡입용량을 갖는다. 원심팬(21)으로서 래디얼(radial)팬 또는 시로코(sirocco)팬을 사용할 수 있지만, 소정 지름을 가진 여러 형의 팬 중에서 가장 많은 풍량을 얻을 수 있는 터보팬을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 팬의 최외경을 리어브래킷쪽 원심팬(20)보다 크게 해서, 그 흡입용량을 리어브래킷쪽 팬(20)보다 크게 되어 있다. 또한 반다이오드쪽 팬(21)의 날개는 안쪽 경사부(21a)의 경사정도를 크게 해서, 이것에 대향하는 베어링 수납부(12)에 닿지 않도록 되어 있고, 또한 날개의 외측 후부에 잘린 부분(21b)을 형성해서, 고정자권선(8)과의 간섭을 피하고 있다. 그리고 반다이오드쪽 팬(21)의 정면쪽에는 팬강도를 높이기 위해 제2도에 나타낸 바와 같이 링모양의 보강부재(25)가 각 날개의 정면 바깥 주위부에 결합되도록 설치되어 있다.

다음에 본 실시예의 발전기의 냉각작용을 설명한다.

엔진의 회전에 따라 회전자(2)가 회전하면, 이 회전에 동기해서 원심팬(20)(21)이 회전하고, 원심팬(20),(21)의 회전에 따라 리어브래킷(6)의 흡입공(16),(17),(18) 및 프론트브래킷(5)쪽의 흡입공(9)으로부터 외부의 냉각풍을 흡입하여, 이 냉각풍이 각 브래킷(5),(6)내를 통과해서 토출공(10),(19)으로부터 토출된다. 이 경우, 반다이오드쪽 팬(21)의 용량이 다이오드쪽 팬(20)의 용량보다 크기때문에, 반다이오드쪽(21)의 흡입부에 있어서의 부압(P1)이 다이오드쪽 팬(20)의 부압(P2)보다 커져서 (P1-P2)의 부압이 생기고, 이 부압차를 보충하기 위해서 리어브래킷(6)쪽으로부터 프론트브래킷(5)쪽으로 축류(C)가 생긴다. 이 환상 축류(C)가 되는 냉각풍은 흡입공(16),(17),(18)으로부터 흡입되는 것이며, 다이오드쪽 팬(20)의 회전에 의해서 흡입된 냉각풍(B)과 함께 리어브래킷(6)의 내부로 유입한다. 따라서, 리어브래킷(6)의 내부에 유입된 냉각풍을 증대하여, 정류다이오드(15)를 냉각하고, 그후 냉각풍(B)과 냉각풍(C)이 분류하여, 냉각풍(B)가 고정자권선(8)을 냉각하면서 토출공(19)으로부터 유출하고, 한편 냉각풍(C)은 축류로 되어 회전자(2)의 계자철심(4a)(4b)사이를 통과하고, 이 통과과정에서 회전자 여자권선(3)을 냉각한다. 한편, 프론트브래킷(5)쪽의 냉각풍(A)은 흡입공(9)으로부터 브래킷(5)내에 유입해서 냉각풍(C)과 합류하고, 이 합류한 냉각풍이 고정자권선(8)을 냉각하면서 토출공(10)으로부터 유출된다.

따라서, 본 실시예에 의하면 리어브래킷(6)쪽의 풍량 증대를 도모하므로서 정류다이오드(15)의 냉각효과를 향상시키고, 나아가서는 다이오드 발열에 의한 온도 상승을 충분히 억제할 수 있다.

더욱이, 고정자권선(8)의 냉각을 전체적인 풍량 증대에 의해서 냉각할 수 있는 동시에 냉각풍(C)에 의해서 회전자 여자권선(3)을 냉각해서 여자권선(3)의 발열에 의한 저항치 증대분을 작게 할 수 있기 때문에, 발전기의 출력을 종래보다 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

또한 본 실시예에 의하면 반다이오드쪽 팬(21)의 팬형상을 크게한 경우에 있어서도 그 날개 모양의 안쪽 경사부(21a)의 경사정도를 크게 해서 베어링 수용부(12)에 닿지 않도록 하고, 또한 외측 후부(21b)가 고정자권선(8)에 간섭하지 않도록 배려하고 있기 때문에, 설치 스페이스를 그다지 필요로 하지 않으며, 프론트브래킷(5)내의 좁은 스페이스에 반다이오드쪽 팬(21)을 수용할 수 있으며, 이 종류의 교류발전기의 소형화를 유지하면서 고출력화를 도모할 수 있다.

상술한 바와 같이 본원 발명에 의하면 발전기 내부에 내장된 고정자권선, 회전자의 여자권선, 정류다이오드 등의 냉각 효율을 향상시켜서 소형 고출력화를 도모할 수 있는 자동차용 교류 발전기를 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 회전자의 양쪽면에 이 회전자와 동기해서 회전하는 냉각팬을 배치하고, 이 냉각팬의 각각의 1쌍의 브래킷내에 수용하고, 상기 각 브래킷에는 상기 냉각팬의 회전에 의해서 외부로부터 도입되는 냉각풍을 교류발전기내에 통풍시키는 흡입공 및 토출공을 형성하고, 이 냉각풍에 의해서 교류발전기의 고정자권선 및 한쪽의 브래킷 내에 장착된 교류출력 정류용 다이오드 등을 냉각하도록 이루어진 자동차용 교류 발전기의 냉각 장치에 있어서, 상기 냉각팬은 상기 다이오드를 가진 한쪽의 브래킷쪽의 팬보다 다른 편의 브래킷 쪽의 팬의 흡입용량을 크게 해서, 상기 다른 편의 브래킷 쪽 팬에 있어서의 흡입부의 부압을 상기 다이오드를 가진 브래킷 쪽의 팬의 흡입부보다 크게 설정해서 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 교류 발전기의 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 2개의 냉각팬중 흡입용량을 크게 해서 이루어진 팬은 합성수지에 의해서 몰드 성형 된 터보팬으로 이루어진 자동차용 교류 발전기의 냉각장치.

Images