KR100406718B1 - 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬와 슬립링의 접촉으로 발생하는 이물질을 브러쉬홀더의 외방으로 용이하게 배출하면서도 외부의 이물질을 유입되지 않도록 하여 방폭의 위험성을 배제하고 이물질에 의한 교류발전기의 작동성과 품질저하를 방지할 수 있도록 한 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기에 관한 것으로서, 스테이터어셈블리(15)와 로터어셈블리(30)로 구성되고, 상기 로터어셈블리(30)의 로터샤프트(20)단부에 장착되는 슬립링(22)의 외방에 전기적으로 접속되는 내장한 브러쉬홀더(35)가 연접되고; 상기 브러쉬홀더(35)의 내방은 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 안치면(40)에 기밀유지를 위한 수단으로 고무재질의 기밀재(41)를 개재하여 결합되고, 외측은 리어커버(42)의 내측에 형성되는 안치홈(43)에 안치되는 캡(44)으로 마감되는 구성의 자동차용 교류발전기(10)에 있어서;

상기 브러쉬홀더(35)의 내방 일측에는 브러쉬(31)의 마모로 발생하는 이물질을 배출할 수 있도록 이물질배출통로(50)를 형성하고;

상기 브러쉬홀더(35)의 캡(44)에는 이물질 배출의 용이성을 제공하기 위한 외부공기유입을 위한 공기유입통로(60)를 가지도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기{Alternator for vehicle}

본 발명은 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 로터샤프트의 단부에 장착되는 슬립링과 연접되는 브러쉬를 고정하는 브러쉬홀더와 관련부품을 개선하여 브러쉬 마모로 발생하는 카본과 같은 이물질의 배출성을 향상시킬 수 있도록 개선된 교류발전기의 제공에 관한 것이다.

자동차용 교류발전기는 엔진전장품중의 하나로서 엔진과 벨트로 연결되어 소모된 배터리전원을 충전시켜주고 다른 전장품으로 작동에 필요한 전류를 공급하여주는 역할을 수행한다.

이러한 자동차용 교류발전기는 드라이버 및 슬립링엔드프레임 상간에 압입되는 스테이터어셈블리와 이의 내방에서 로터샤프트에 의하여 지지되는 로터어셈블리로 크게 구성된다.

상기 로터어셈블리의 슬립링외방에는 발전된 교류를 직류로 정류하여 배터리로 인가하여 충전하는 정류장치와 발전된 전압을 일정한 상태로 유지시켜주는 전압조정기등이 구비되는 구성이다.

상기와 같은 교류발전기에서 브러쉬홀더는 로터샤프트의 단부에 장착되는 슬립링과 연접되어 배터리의 전원을 공급함으로서 슬립링을 통한 전류가 로터코일로 인가시키고 로터코일의 외방에 위치한 세그먼트에 자력선이 발생되어 스테이터코일에는 3상교류가 유기되도록 하여 발전작용을 할 수 있도록 한다.

종래에도 로터샤프트의 단부에 장착되는 슬립링의 보호와 슬립링과의 전기적으로 접속하는 브러쉬를 고정하기 위한 브러쉬홀더가 구비된다.

종래기술의 브러쉬홀더는 로터샤프트를 유지하기 위하여 베어링을 개재한 슬립링엔드프레임의 내측과 리어커버상간에서 슬립링을 수용한 상태로 고정된다.

상기 브러쉬홀더의 내측은 슬립링엔드프레임에 형성되는 수용턱에 기밀유지를 위한 오링을 개재하여 밀폐하고, 외측은 리어커버의 내측에 형성되는 수용홈에 긴밀한 상태로 밀착고정되는 캡으로 마감된다.

상기와 같은 종래기술의 브러쉬홀더는 로터샤프트의 단부에 장착된 슬립링 방향으로 수분이나 이물질의 유입이 차단되고, 인화성 물질이 브러쉬홀더내로 유입되어 브러쉬와 슬립링의 연접으로 발생하는 스파크에 의한 화염이 외부로 유출되는 것이 차단되는 당점은 가진다.

그러나, 브러쉬홀더가 완전하게 밀폐된 상태에 있기 때문에 브러쉬가 슬립링과 연접하면서 브러쉬의 마모로 발생하는 브러쉬카본과 같은 이물질을 외부로 배출할 수 없게되는 단점을 가진다.

상기와 같이 브러쉬카본과 같은 이물질을 외부로 배출할 수 없게되면 누적되는 이물질이 베어링이나 베어링과 로터샤프트사이등 각각의 부품에 침투하여 원활한 작동성을 유지할 수 없어 교류발전기 전체의 성능과 품질안정을 해치게 되는 요인이 된다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 브러쉬와 슬립링의 접촉으로 발생하는 이물질을 브러쉬홀더의 외방으로 용이하게 배출하면서도 외부의 이물질을 유입되지 않도록 하여 방폭의 위험성을 배제하고 이물질에 의한 교류발전기의 작동성과 품질저하를 방지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기의 전체 단면도.

도 2는 도 1의 A부위를 발췌한 단면도.

도 3은 도 2의 B방향에서 본 일부파절 단면화한 정면도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기에 장착되는 브로쉬홀더의 저면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

10; 교류발전기

15; 스테이터어셈블리

30; 로터어셈블리

35; 브러쉬홀더

50; 이물질배출통로

51,52; 가이딩블럭

55; 공기아웃렛

60; 공기유입통로

61; 인렛홀

62; 흡입공

65; 공기유통로

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예의 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기의 전체 단면도, 도 2는 도 1의 A부위를 발췌한 단면도, 도 3은 도 2의 B방향에서 본 일부파절 단면화한 정면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 교류발전기에 장착되는 브로쉬홀더의 저면도로서 함께 설명한다.

자동차용 교류발전기(10)는 도 1에 도시된 바와같이 드라이버 및 슬립링엔드프레임(11,12)상간에 스테이터코어(13)와 스테이터코일(14)로 구성되는 스테이터어셈블리(15)가 압입고정된다.

상기 스테이터어셈블리(15)의 내방으로는 드라이버 및 슬립링엔드프레임(11,12)에 고정된 베어링(16)에 의하여 지지되고 선단에는 동력을 전달받을 수 있도록 풀리(18)를 가지는 로터샤프트(20)가 횡방향으로 설치된다.

상기 로터샤프트(20)의 중도에는 로터코일(21)을 권취하여 로터샤프트(20)의 후방에 압입된 슬립링(22)과 연결시킨 스풀보빈(23)이 결합된다.

상기 스풀보빈(23)의 내방의 로터샤프트(20)에는 코어(24)가 결합되고, 상기 코어(24)의 외측에는 드라이버엔드 세그먼트(25)와 슬립링엔드 세그먼트(26)가 압입되어 스풀보빈(23)을 수용하는 구성의 로터어셈블리(30)가 구비된다.

상기 로터어셈블리(30)의 슬립링(22) 외방에는 배터리전원을 슬립링(22)을 통하여 로터코일(21)로 인가시켜 각 세그먼트(25,26)를 자화시키기 위한 브러쉬(31)를 내장한 브러쉬홀더(35)가 연접된다.

상기 브러쉬홀더(35)의 외방으로는 로터 및 스테이터어셈블리(20,15)에서 발전되는 전압을 일정한 상태로 유지하기 위한 전압조정기(33)와 전압이 조정된 교류를 직류로 정류하여주기 위한 수단으로 히트싱크와 다이오우드 및 터미널등으로 구성되는 정류기(34)가 구비된다.

상기 브러쉬홀더(35)의 내방은 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 안치면(40)에 기밀유지를 위한 수단으로 고무재질의 기밀재(41)를 개재하여 결합되고, 외측은 리어커버(42)의 내측에 형성되는 안치홈(43)에 안치되는 캡(44)으로 마감된다.

상기와 같은 교류발전기(10)의 작동은 엔진시동이 걸려지면 엔진의 동력을 로터샤프트(20)가 회전을하고, 이와 동시에 배터리의 전원이 슬립링(22)과 연접된 브러쉬(31)를 통하여 로터코일(21)로 전류가 인가되어 로터코일(21)의 외방에 위치한 세그먼트(25,26)에는 자력선이 발생한다.

이때, 로터샤프트(20)가 회전함으로서 스테이터코일(14)에는 3상교류가 유기되어 정류기(34)의 다이오우드로 인가되고, 3상교류를 인가받은 다이오우드는 전파정류하여 배터리의 전압보다 높을 때에만 전파정류한 전류를 충전시켜주고 여타의 다른 전장품으로 전류를 공급하게 된다.

그리고, 발전과정에서 전압이 규정치 이상이 될 경우에는 전압조정기(33)가 작동하여 항상 일정한 전압상태를 유지할 수 있도록 하고, 엔진이 정지하여 배터리에서 발전기로의 전류가 역류하려는 작용역시 다이오우드에 의하여 저지되어지는 작동이다.

본 발명에서는 로터샤프트(20)의 단부에 장착되는 슬립링(22)을 수용하면서 슬립링(22)과 전기적으로 접속하는 브러쉬(31)를 고정하는 브러쉬홀더(35)와 관련부위를 개선하여 브러쉬(31)의 마모로 발생하는 이물질을 외부로 용이하게 배출하면서도 외부이물질의 유입을 차단할 수 있도록 한 것이 특징이다.

이를 위하여 본 발명에서는 브러쉬홀더(35)의 내방 일측에는 브러쉬(31)의 마모로 발생하는 이물질을 배출할 수 있도록 이물질배출통로(50)를 형성하고, 캡(44)에는 이물질 배출의 용이성을 제공하기 위한 외부공기유입을 위한 공기유입통로(60)를 가지도록 구성한다.

상기 이물질배출통로(50)는 브러쉬홀더(35)에 일체로 형성되는 통로체(51)의 저면에 이물질이 유입된 공기와 함께 배출될 수 있도록 다수개의 가이딩블럭(52)을 돌출시켜 형성한다.

상기 가이딩블럭(52)은 방폭시 화염이 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있도록 지그재그타입으로 형성하는 것이 바람직 하다.

상기 가이딩블럭(52)에 의하여 형성되는 배출로(53)의 끝과 연접되는 슬립링엔드프레임(12)상에는 공기아웃렛(55)을 형성하여 로터샤프트(20)에 고정되는 냉각홴(56)에 의하여 신속한 배출이 가능하도록 한다.

상기 공기유입통로(60)는 외부공기를 유입하기 위하여 리어커버(42)에 인렛홀(61)을 형성하고, 상기 인렛홀(61)로 유입된 공기를 브러쉬홀더(35)의 내부로 유입시키기 위하여 브러쉬홀더(35)의 캡(44)에 흡입공(62)을 형성한다.

상기 리어커버(42)의 안치홈(43)에는 인렛홀(61)과 흡입공(62) 상간으로 공기의 유동이 원활할 수 있도록 공기유통로(65)를 더 형성하여 구성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은;

엔진시동이 걸려지면 엔진의 동력을 로터샤프트(20)가 회전을하고, 이와 동시에 배터리의 전원이 슬립링(22)과 연접된 브러쉬(31)를 통하여 로터코일(21)로 전류가 인가되어 로터코일(21)의 외방에 위치한 세그먼트(25,26)에는 자력선이 발생한다.

이때, 로터샤프트(20)가 회전함으로서 스테이터코일(14)에는 3상교류가 유기되어 정류기(34)의 다이오우드로 인가되고, 3상교류를 인가받은 다이오우드는 전파정류하여 배터리의 전압보다 높을 때에만 전파정류한 전류를 충전시켜주고 여타의 다른 전장품으로 전류를 공급하게 된다.

그리고, 발전과정에서 전압이 규정치 이상이 될 경우에는 전압조정기(33)가 작동하여 항상 일정한 전압상태를 유지할 수 있도록 하고, 엔진이 정지하여 배터리에서 발전기로의 전류가 역류하려는 작용역시 다이오우드에 의하여 저지되어지는 작동이다.

이러한 작동으로 브러쉬(31)는 슬립링(22)과 전기적인 접촉이 지속됨으로서브러쉬(31)가 마모하면서 브러쉬카본과 같은 이물질들이 발생하게 된다.

그러면, 교류발전기(10)의 리어커버(42)에 형성된 인렛홀(61)을 통하여 외부공기가 유입되고, 유입된 공기는 공기유통로(65)를 경유하여 캡(44)의 흡입공(62)을 통하여 브러쉬홀더(35)내부로 유입된다.

유입된 공기는 브러쉬(31)와 슬립링(22)의 연접으로 발생하는 이물질을 브러쉬홀더(35)의 외부로 배출하게 되는데, 외부공기와 함께 이물질이 브러쉬홀더(35)의 일측방에 형성된 이물질배출통로(50)를 통하여 배출된다.

이물질배출통로(50)에 지그재그타입으로 형성되는 가이딩블럭(52)에 의하여 형성되는 배출로(53)를 경유하여, 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 공기아웃렛(55)을 통하여 배출된다.

특히 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 공기아웃렛(55)의 외측에는 냉각홴(56)이 근접한 상태에서 로터샤프트(20)에 고정되어 회전하기 때문에 냉각홴(56)의 흡입력에 의하여 이물질과 공기는 더욱더 신속하게 외부로 배출되어 진다.

상기와 같이 유입된 공기에 의하여 이물질과 함께 화염이 외부로 배출되더라지그재그타입으로 형성된 배출로(53)를 완전히 벗어나지 못하게 되고, 금속성으로 되어 차가운 슬립링엔드프레임(12)과 마주치면서 식어버리기 때문에 별다른 문제점을 가지지 않게된다.

이상과 같은 본 발명은 브러쉬와 슬립링의 접촉으로 발생하는 이물질을 브러쉬홀더의 외방으로 용이하게 배출하면서도 외부의 이물질을 유입되지 않도록 하여 방폭의 위험성을 배제하고 이물질에 의한 교류발전기의 작동성과 품질저하를 방지할 수 있는 등의 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 드라이버 및 슬립링엔드프레임(11,12)상간에 스테이터코어(13)와 스테이터코일(14)로 구성되는 스테이터어셈블리(15);

   상기 스테이터어셈블리(15)의 내방 횡방향으로는 동력을 전달받을 수 있도록 선단에 풀리(18)를 가지고 설치되는 로터샤프트(20);

   상기 로터샤프트(20)의 중도에 로터코일(21)을 권취하여 로터샤프트(20)의 후방에 압입된 슬립링(22)과 연결시켜 결합되는 스풀보빈(23);

   상기 스풀보빈(23)의 내방의 로터샤프트(20)에 결합되는 코어(24);

   상기 코어(24)의 외측에는 드라이버엔드 세그먼트(25)와 슬립링엔드 세그먼트(26)가 압입되어 스풀보빈(23)을 수용하여 구비되는 로터어셈블리(30);

   상기 로터어셈블리(30)의 슬립링(22) 외방에는 배터리전원을 슬립링(22)을 통하여 로터코일(21)로 인가시켜 각 세그먼트(25,26)를 자화시키기 위한 브러쉬(31)를 내장한 브러쉬홀더(35)가 연접되고;

   상기 브러쉬홀더(35)의 내방은 슬립링엔드프레임(12)에 형성되는 안치면(40)에 기밀유지를 위한 수단으로 고무재질의 기밀재(41)를 개재하여 결합되고, 외측은 리어커버(42)의 내측에 형성되는 안치홈(43)에 안치되는 캡(44)으로 마감되는 구성의 자동차용 교류발전기(10)에 있어서;

   상기 브러쉬홀더(35)의 내방 일측에는 브러쉬(31)의 마모로 발생하는 이물질을 배출할 수 있도록 이물질배출통로(50)를 형성하고;

   상기 브러쉬홀더(35)의 캡(44)에는 이물질 배출의 용이성을 제공하기 위한 외부공기유입을 위한 공기유입통로(60)를 가지도록 구성한 것을 특징으로 하는 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 이물질배출통로(50)는 브러쉬홀더(35)에 일체로 형성되는 통로체(51) 저면에 지그재그타입으로 형성되는 가이딩블럭(52);

   상기 가이딩블럭(52)에 의하여 형성되는 배출로(53)의 끝과 연접되는 슬립링엔드프레임(12)상에 형성되는 공기아웃렛(55)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 공기유입통로(60)는 외부공기를 유입하기 위하여 리어커버(42)에 형성하는 인렛홀(61)과;

   상기 인렛홀(61)로 유입된 공기를 브러쉬홀더(35)의 내부로 유입되도록 브러쉬홀더(35)의 캡(44)에 형성하는 흡입공(62);

   상기 리어커버(42)의 안치홈(43)에는 인렛홀(61)과 흡입공(62) 상간으로 공기의 유동이 원활할 수 있도록 공기유통로(65)를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 방폭구조를 가지는 자동차용 교류발전기.