KR100225248B1 - 차량용 교류발전기 - Google Patents

Abstract

브러시를 지지하며 브래킷에 형성된 공기배출구와 연통되는 공기흡입구를 구비하여 내부 공기유동이 가능하도록 슬립링을 감싸는 브러시홀더를 구비한 차량용 교류발전기는 외경이 16mm 이하인 소형 슬립링과 로우터 샤프트에 축방향으로 형성된 긴홈을 형성하여 슬립링과 일체화된 리드선을 통과시켜, 슬리브를 통해 인출하고, 슬립링을 로우터 샤프트의 스플라인에 강제로 압입 설치한다. 브러시 홀더의 일단에 공기유입구를 형성하고, 이 공기유입구와 연통된 공기배출구를 브래킷에 형성함으로써, 브러시홀더의 내부에는 유입된 공기가 유동하는 통로가 얻어진다. 따라서, 브러시와 슬립링과의 접촉에 의해 생기는 브러시 분진은 냉각팬의 회전에 의해 통로를 지나 브래킷에 형성된 공기 배출구를 통해 배출되어 단락을 방지한다.

Description

차량용 교류발전기

본 발명은 차량용 교류발전기에 있어서, 브러시를 지지하는 브러시홀더가 설치된 브래킷에 공기 배출구를 형성하고 이 공기 배출구에는 상호 연통되는 공기 흡입구를 구비하여 발전기의 내부 공기 유동이 가능하도록 슬립링의 외주에 이를 감싸도록 하는 브러시 홀더를 구비한 차량용 교류발전기에 관한 것이다.

통상적으로 차량용 교류발전기는 브래킷에 고정된 스테이터와, 스테이터 안쪽에서 배치되는 로우터를 포함하며, 회전중 로우터 코일에는 브러시와 슬립링을 통하여 여자전류가 흐르게 되고, 스테이터 코일에서 발생된 3상 교류는 브래킷에 설치된 다이오드에 의해 전파정류되어 각부 부하에 공급된다.

이러한 구성을 지닌 종래의 차량용 교류발전기의 구조에 대하여 제6도를 참고로 설명하기로 한다. 제6도는 일본국 특허공개 공보 제84-178935호에 개시된 교류발전기의 단면도로, 이의 구성을 보면, 엔진의 회전에 의해 구동되는 회전축(110)과, 이 회전축(110)에 고정된 계자코일(112)과, 계자코일(112)의 양측에 각각 설치된 제1 냉각팬(114) 및 제2냉각팬(116)과, 양 냉각팬의 외측에 위치하여 회전축(110)을 지지하는 전방축 베어링(118) 및 후방축 베어링(120)과, 상기한 계자코일(112)의 주위를 감싸며 스테이터 권선(122)이 감겨진 스테이터 코일(124)과, 회전축(110) 및 스테이터 코일(124)을 유지하며 차량의 취부 스테이(126a) 및 통풍창(126c)이 설치된 전방 하우징(128)과, 후방측 베어링(120)을 지지하고 통풍용 개구(130)을 지니며, 상기 전방 하우징(128)과 함께 상기 스테이터 코일(124)을 지지하는 후방 하우징(132)을 구비한 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 제2냉각팬(116)의 플레이크(116a)가 계자 코일(112)의 측면에 대해 둔각으로 형성되어 있다. 또한 슬립링(134)은 후방축 베어링(120)의 후부에 배치되며, 슬립링(134)과, 브러시 홀더(136)등은 후방 하우징(132)에 고정된 커버(138)에 의해 감싸진 구조를 지니도록 구성되어 있었다.

그러나, 상기와 같은 구조의 교류발전기에서는 슬립링의 외경이 크기 때문에 선속도가 크게 되고 이에 따라 상기 브러시(35)의 마모 촉진으로 인해 수명이 단축되는 한편, 브러시(35)의 가루가 상기 슬립링으로 침투하여 단락현상이 발생될 우려가 있었다.

또한, 상기 슬립링을 커버로 감싸긴 하였으나, 커버와 브래킷간의 틈을 통해 물이나 기름 등의 이물질이 침입할 우려가 있었으며, 경우에 따라서는 슬립링과 브러시의 접촉에 의해 생기는 브러시의 가루에 의하여 전기적 단락현상이 발생하게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은 슬립링부를 밀폐하여 이물질에 의한 오염을 방지하고 슬립링내에 효율적인 공기 유동을 형성하는 통로를 형성하여 브러시의 가루가 용이하게 배출되면서 상기 슬립링등으로 침투되지 않도록 하므로서 전기적 단락현상을 방지할 수 있는 교류발전기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 리드선이 일체로된 소직경의 슬립링을 로우터 샤프트상에 압입 설치하여 내마모성이 개선된 교류발전기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 공기 배출구가 형성된 브래킷과, 브래킷을 관통하여 설치되며 1개 이상의 긴홈이 형성된 로우터 샤프트와, 브래킷의 인접한 위치에서 로우터 샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링과, 브래킷의 외부에 배치된 로우터 샤프트상에 압입설치되는 슬립링단자와 접촉하는 슬립링과, 브래킷에 고정된 엔트커버로 구성되는 차량용 교류발전기에 있어서, 브러시를 지지하며 브래킷에 형성된 공기 배출구와 연통되는 공기 흡입구를 구비하여 내부 공기 유동이 가능하도록 슬립링을 감싸는 터미널이 삽설된 브러시 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상기 로우터 샤프트에 형성된 1개 이상의 긴홈에는 상기 슬립링단자와 일체로 접속된 1개 이상의 리드선이 설치되는 차량용 교류발전기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면 제1도 내지 제5도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 교류발전기에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명 교류 발전기의 브러시 슬립링부 구조를 나타내는 단면도.

제2(a)도는 제1도의 A-A선 단면도, 제2(b)도는 제1도의 B-B선 단면도.

제3도는 본 발명의 브러시홀더 확대 단면도.

제4도는 본 발명의 슬리브 구조를 나타내는 정면도.

제5도는 제4도의 C-C선 단면도.

제6도는 종래 교류발전기의 브러시 슬립링부 구조를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 브래킷 1a : 돌출부

2 : 로우터 샤프트 3 : 냉각팬

4 : 베어링 5 : 슬립링

5a, 5b : 슬립링 단자 7 : 블러시

8 : 브러시 홀더 11, 11a : 제1,2 리드선

12 : 플레이트 12a : 차단벽

13 : 터미널 14 : 커버

15 : 씰 16 : 오링

17 : 슬리브 17a : 슬리브홈

18 : 엔드커버 19 : 슬리브홀

19a : 슬리브 후크 20 : 홈

21 : 스플라인 22 : 슬립링 룸

23 : 블러시 스프링 24 : 브러시리드선

30 : 브러시조립홀 32 : 공기흡입구

33 : 공기배출구 34 : 미로

35 : 요철부

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 교류발전기의 일부 단면도를 나타내는 것으로, 브래킷(1)과, 이 브래킷(1)을 관통하여 설치되는 로우터 샤프트(2)와, 로우터 샤프트(2)를 회전가능하게 지지하는 베어링(4)을 포함하고 슬립링부를 구성하는 것으로서, 로우터 샤프트(2)상에 장착된 슬립링(5)과, 슬립링 단자(5a),(5b)를 개재하여 슬립링과 접촉하는 브러시(7)와, 이 브러시(7)를 지지하는 브러시홀더(8)가 설치되어 있다.

상기 슬립링(5)과 일체로된 제2리드선(11a)에는 로우터 코일에 전류를 공급하는 제1 리드선(11)이 연결되며, 터미날(13)이 삽설된 브러시 홀더(8)의 개구부에는 커버(14)가 씌어져 이물질의 침입을 막는다.

상기 브래킷(1)의 외부에는 슬립링부를 배치하고 엔드커버(18)를 설치하며 또 외경이 16mm 이하인 소형 슬립링(5)과 로우터 샤프트(2)에는 축방향으로 연장되는 긴홈(20)을 형성하여 슬립링과 일체로된 제2리드선(11a)을 인출하고 로우터 샤프트(2)상에는 스플라인(8)을 형성하여 슬립링(5)을 강제로 압입시켜 설치하며 상기 제2리드선(11a)의 고정용 슬리브(17)를 베어링(4)과 냉각팬(3)사이에 위치하는 로우터 샤프트(2)상에 설치한다.

기밀 및 베어링의 미끄럼 방지를 위한 오링(16)을 베어링(4)의 외측에 설치하며, 슬립링룸(22)에서 발생한 브러시 가루가 브래킷(1)내로 침입하는 것을 막기위한 씰(15)이 브래킷(1)에 형성된 돌출부(1a)에 의해 고정된다.

제2(a)도는 제1도의 A-A선 단면도이며, (b)는 제1도의 B-B선 단면도를 나타낸다.

상기 제2(a)도에 도시한 바와 같이, 브러시 스프링(23)과 브러시 리드선(24)을 고정하는 플레이트(12)는 브러시 홀더(8)상부에 설치되며, 상기 브러시 조립홀(30)을 밀폐하여 브러시 리드선(24)을 보호하는 커버(14)는 브러시 홀더(8)의 개구부의 외주연에 대응되는 형상으로 개구부를 막도록 플레이트(12)의 상부에 설치된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 슬립링(5)은 로우터 샤프트(2)에 형성된 스플라인(8)상에 장착되며, 브러시(7)를 통해 도입된 전기는 슬립링 단자(5b)를 개재하여 슬립링(5)을 통해 제2리드선(11a)에 전달된다.

상기 제2(b)도에 도시한 바와 같이, 본 발명의 로우터 샤프트(2)상에는 2개의 긴홈(20)이 형성되어 있으며, 간섭을 방지하기 위해 상기 긴홈(20)을 상하로 형성하는 것이 바람직하고 이 긴홈(20)을 따라 제2리드선(11a)이 인출된다.

제3도를 참조하면, 본 발명의 브러시 홀더(8)는 슬립링부가 장착되는 공간부(41)와, 이 공간부(41)에 대하여 수직방향으로 배치되는 것으로, 중앙 격벽(44)에 의해 분리되어 있는 2개의 브러시 조립홀(30)을 구비하고 절연재(40)를 개재하여 브러시 조립홀(30)내에 브러시(7)를 장착한 후, 플레이트(12)를 끼워 브러시 스프링(23)을 고정하며, 상기 플레이트(12)의 상부에는 커버(14)를 씌워 이물질의 침입을 방지하도록 하고, 통상의 전압조정기(38)는 브러시 홀더(8)의 일측면상에 장착된다.

또한, 본 발명의 브러시 홀더(8)는 내부 공기 유동을 가능하도록 통로를 형성하여 브러시 가루를 배출하게 된다.

즉, 상기 브러시 홀더(8)의 일단에 공기 흡입구(32)를 브래킷(1)에 형성함으로써, 브러시 홀더(8) 내부에는 유입된 공기가 유동하는 통로(제1도의 36)가 형성되며 따라서, 브러시 홀더(8)에 내장되어 있는 브러시(7)와 슬립링(5)과의 접촉에 의해 생기는 브러시 가루를 냉각팬(제1도의 3)의 회전에 의해서 공기 흡입구(32)로부터 유입된 공기가 통로(36)를 지나는 동안 브래킷(1)에 형성된 공기 배출구(33)를 통해 슬립링룸(22)의 외부로 배출시키게 된다.

제4도와 제5도에 도시한 바와 같이, 슬립링(5)과 일체로 된 제2리드선(11a)의 인출경로는, 로우터 샤프트(2)내에 형성된 긴홈(20)과, 슬리브홈(17a)및 슬리브 홀(19)을 따라 인출되며, 로우터 코일에 전류를 공급하는 제1리드선(11)은 슬리브 후크(19a)를 가이드로 하여 유입되어 슬립링(5)과 일체로된 제2리드선(11a)에 접속된다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면 다음과 같은 이점이 있다.

첫째, 외경이 소형(가령, 16mm 이하)인 슬립링(5)을 사용하므로 슬립링의 선속도가 작아 브러시(7)의 마모가 감소되어 수명이 연장된다. 둘째, 마모된 브러시 가루는 공기 흡입구(32) 및 공기 배출구(33)를 통해 슬립링룸(22)의 외부로 배출되므로 브러시 가루에 의한 단락 현상이 방지된다. 셋째, 로우터 샤프트(2)상에 형성된 긴홈(20)을 가이드로 하여 슬립링(5)을 압입하여 설치하므로 조립성이 향상됨과 동시에, 절연튜브로 감싸진 제2리드선(11a)이 긴홈(20), 슬리브홈(17a)과 슬리브홀(19)을 차례로 거쳐 인출되어 슬리브 후크(19a)를 가이드로 인출된 제1리드선(11)에 견고하게 접속시키므로, 상기 리드선의 단선을 방지한다. 다섯째, 브러시 슬립링룸(22)의 요부에 대한 밀폐를 통해 수분 및 기타 오염물질의 침투를 방지함으로써 장기간 사용하더라도 로우터 코일에 대한 원활한 전류공급이 가능하다. 여섯째, 플레이트(12) 및 커버(14)의 사용으로 브러시 조립홀내로의 이물질의 침입을 막는다. 일곱째, 브러시 홀더(8)에 설치된 공기 흡입구(32)와 엔드 커버(18)에 설치된 요철부(35)간에 형성되는 미로(34)에 의해 브러시 슬립링룸(22)내로의 이물질의 침투를 막는다. 따라서, 상기 부품들간의 조립이 용이하게 되고 생산성이 향상될뿐만 아니라 제조공정상의 오조립이 방지되는 장점을 지닌다.

Claims (5)

1. 공기 배출구가 형성된 브래킷과, 상기 브래킷을 관통하여 설치되며 1개 이상의 긴홈이 형성된 로우터 샤프트와, 상기 로우터 샤프트를 회전가능하게 지지하는 베어링과, 상기 브래킷에 고정된 엔드커버로 구성되는 차량용 교류발전기에 있어서, 상기 브러시를 지지하는 브러시 홀더에 상기 브래킷에 형성된 공기 배출구와 연통되는 공기 흡입구를 구비하여 발전기의 내부 공기 유동이 가능하도록 상기 슬립링을 감싸도록 하는 상기 브러시 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기.
2. 제1항에 있어서, 상기 로우터 샤프트에 형성된 1개 이상의 긴홈에는 상기 슬립링단자와 일체로 접속된 1개 이상의 리드선이 설치되는 차량용 교류발전기.
3. 제1항에 있어서, 상기 베어링에 의하여 회전가능하게 지지되는 로우터 샤프트상에는 슬립링과 일체형으로 연결되는 리드선이 인출되는 슬리브홈 및 슬리브홀이 형성된 슬리브가 설치되는 차량용 교류발전기.
4. 제1항에 있어서, 상기 브러시 홀더의 일측과 브래킷에 설치된 슬리브 사이에 밀봉용 씰이 삽입되는 차량용 교류발전기.
5. 제4항에 있어서, 상기 브러시 홀더 상부에는 그 내부에서 브러시 리드선과 연결되는 터미널과, 브러시와 브러시 스프링 및 브러시 리드선과의 조립을 용이하게 하는 플레이트가 설치되는 차량용 교류발전기.