KR100622198B1 - 자동차용 교류발전기 - Google Patents

Abstract

자동차용 교류발전기는 엇갈리게 배열된 갈퀴 형태의 극(10)과 상기 극 사이에 개재된 적어도 하나의 자석(20)을 포함하는 2개의 자석 휠(6)을 구비한다. 각 자석(20)은 상기 자석보다 가요성이 큰 재료의 층(26)으로 서로 고정된 2개의 부품을 포함한다.

Description

자동차용 교류발전기{MOTOR VEHICLE ALTERNATOR WITH PERMANENT MAGNETS}

도 1은 본 발명에 따른 교류발전기의 로터의 부분 사시도,

도 2는 도 1의 로터의 II-II 선을 따라 도시한 부분 단면도,

도 3, 도 4 및 도 5는 도 2와 유사하지만 각각 다른 실시예를 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

6 : 자석 휠 10 : 극

20 : 자석 26 : 접착제 층

본 발명은 차량, 특히 자동차의 교류발전기(alternator)에 관한 것이다.

자동차용 교류발전기는 유럽 특허 공개 제 0 762 617 A1 호에 공지되어 있으며, 엇갈린 갈퀴(claw) 형태의 극(pole)을 구비한 자석 휠(magnet wheel)과, 인접한 갈퀴 사이에 개재된 보극(inter-pole) 영구 자석을 포함한다. 이 영구 자석은 자속의 누출을 감소시키고 그리고 자속의 강화에 기여한다. 비용을 줄이기 위해 극 편의 제조 공차가 비교적 넓을 때, 원심력과 로터의 고속 회전에 의해 발생되는 상당한 가열 효과로 인해 보극 영구 자석이 파괴되는 일[극 혼(pole horn)의 개방]이 일어날 수도 있다.

본 발명의 한가지 목적은 매우 미세한 제조 공차를 요구함이 없이 자석을 고정시킬 수 있으면서도 자석이 파괴되는 위험을 감소시킨 교류발전기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 엇갈린 갈퀴 형상의 극과, 상기 극 사이에 개재된 하나의 자석을 포함하는 2개의 자석 휠을 포함하는 자동차용 교류발전기가 제공되는바, 상기 자석은 그것보다 가요성이 더 큰 재료의 층으로 서로 고정된 2개의 부품을 포함한다.

그러므로, 상기 재료의 층은 가요성 때문에 제조 공차에 기인한 유동(play)을 줄이고 그리고 가열 및 고속에 의해 발생되는 힘에 기인하는 극 편의 변형을 흡수한다. 그에 따라 자석의 파괴 위험이 감소된다. 극 혼(pole horn)에 접합된 자석에 의해, 각각의 극 혼의 상대 운동과 그에 따른 자석의 상대 운동은 가요성 재료에 의해 흡수된다.

바람직하게는, 상기 재료는 철을 포함한다.

그러므로, 가요성 재료의 층을 통한 자계의 연속성이 강화된다.

바람직하게는, 자석은 관련 극의 옆면 사이에서 연장되고, 가요성 재료의 층은 극의 옆면에 평행한 평면을 따라 연장된다.

바람직하게는, 가요성 재료의 층은 관련 극으로부터 중간 거리에서 연장된다.

바람직하게는, 가요성 재료의 층은 자석의 분극 방향에 직교하는 자석의 중간 평면을 따라 연장된다.

바람직하게는, 극은 자석을 수용하는 홈이 형성된 옆면을 갖는다.

바람직하게는, 홈은 "U"자형 윤곽을 갖는다.

그러므로, 장방형 윤곽을 갖는 자석을 극 사이에 수용할 수 있다.

바람직하게는, 홈은 "V"자형 가로 윤곽을 가지며, 상기 "V"자형 홈의 하나의 가지(branch)는 극의 원주면에 대체로 평행하다.

그러므로, 사다리꼴 윤곽을 갖는 자석을 극 사이에 수용할 수 있다.

바람직하게는, 극은 내주면, 외주면 및 옆면을 구비하며, 상기 옆면은 각각 상기 원주면중 하나로부터 다른 하나까지 연속되고 그리고 교류발전기의 샤프트를 향하여 경사지게 되어 있다.

그러므로, 이러한 면들은 갭(gap)에 가깝게 자석 아래로 복귀되지 않는 것을 고려하여 사다리꼴 윤곽을 갖는 자석을 수용할 수 있고 그리고 상기 갭에 매우 가깝게 배열될 수 있는 사다리꼴 하우징을 한정한다.

바람직하게는, 상기 자석은 그 자석의 종방향에 직교하는 장방형 윤곽을 갖는다.

바람직하게는, 상기 자석은 상기 재료와 동일한 접착제로 상기 극중 적어도 하나에 접합된다.

바람직하게는, 교류발전기는 여러 자석을 포함하며, 상기 자석중 적어도 2개 또는 심지어는 상기 자석의 대부분, 바람직하게는 자석 전체는 각각 2개의 개별 부품을 포함한다.

바람직하게는, 자석은 이 자석의 종방향에 직교하는 사다리꼴 윤곽을 갖는다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 비제한적 실시예를 통해 주어지는 여러 바람직한 실시예의 하기의 설명으로부터 추가로 파악될 것이다.

본 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 자동차용 전기 교류발전기는 자체적으로 공지된 방법으로 자동차의 냉각회로의 루프내로 통합하는 것에 의해서 수냉식으로 냉각되도록 의도된다. 예를 들면 이러한 목적을 위해서 교류발전기가 승객 객실을 난방하기 위한 라디에이터와 직렬 또는 병렬로 통합될 수 있다. 변형예로, 교류발전기는 내부 환기장치를 구비한 유형일 수도 있다.

교류발전기는 스테이터와 축(4)을 갖는 샤프트가 설치된 로터(2)를 구비하며, 상기 스테이터와 로터는 극과 보극 자석에 관련된 것을 제외하고는, 예를 들면 유럽 특허 제 0 762 617 호에 공지되어 있는 종래의 유형으로 되어 있다. 로터는 2개의 극 편 또는 휠(6)을 구비하며, 각각의 극 편은 샤프트상에 동축으로 장착된 디스크형 플레이트(8)를 포함한다. 상기 2개의 플레이트(8)는 동일하게 연장되며 서로 평행하다.

각각의 극 편(6)은 갈퀴형 극(pole)(10)을 구비하고 있고, 상기 극은 대체로 평탄한 삼각형으로 되어 있고 플레이트(8)로부터 다른 플레이트로 연장된다. 자석 휠의 극은 상호 엇갈리게 배열되어 있으며, 그에 따라 각 극(10)의 점은 다른 극 편의 플레이트(8)에 매우 가깝게 연장되어 있다. 그러한 구조체는 공지되어 있다.

2개의 극 편(6)은 각각 자석의 N극 및 S극과 관련이 있다. 각각의 극(10)은 2개의 각각의 외측 볼록부(12)와 내측의 오목한 원주면(14), 그리고 3각형의 변의 두 측면을 형성하며 또 상기 원주면에 인접한 2개의 평탄한 옆면(16)을 갖는다. 극(10)의 옆면(16)은 소정 거리에서 서로를 향해 연장된다. 그러한 구조체는 공지되어 있다.

본 실시예에 있어서, 각 옆면(16)은 홈(18) 또는 "U"자형 윤곽을 갖는 슬롯(slot)을 가지며, 상기 홈은 옆면(16)의 종방향을 따라 연장된 축을 갖는다. 슬롯(18)은 평탄한 바닥과 거기에 직교하는 2개의 측면을 갖는다.

로터는 영구 자석(20)을 구비하며, 상기 영구 자석은 대체로 장방형의 평행사변 형상과 특히 그 자석의 종방향에 직교하는 장방형 윤곽을 갖는다. 각 자석(20)은 각 극(10)의 옆면(16)과 슬롯(18)의 옆면(22) 사이에 수용되며, 홈의 바닥에 접착제의 층이 개재된다. 각 자석(20)은 그의 옆면중 하나로부터 다른 면으로 연장된 방향을 따라 N-S극으로 분극화된다.

각 자석(20)은 2개의 자석 부품(24)으로 이루어지며, 상기 자석 부품은 이 경우에 형상 및 치수가 서로 동일하고 그리고 장방형의 평행사변형 형상을 각각 갖는다. 이러한 2개의 부품(24)은 서로 분리되고, 또 자석보다 가요성이 큰 재료를 구성하는 접착제 층(26)으로 서로 직접 고정된다. 이 층은 평탄하고 극(10)의 옆면(16)으로부터 중간 거리에서 자석(24)의 중간 종방향 평면내에서 연장되고 그것에 평행하다. 가요성 접착제는 자체로 공지된 실리콘 접착제일 수도 있다. 그것은 접착제 층(26)을 통해 자계의 우수한 연속성을 제공하기 위해 철 입자를 포함하는 것이 이로울 것이다. 자석 부품(24)은 페라이트 또는 희토류(rare earths)일 수도 있다. 상기 접착제 층(26)은 제조 공차로 인한 유동(play)을 적어도 부분적으로 감소시키며, 로터가 고속 회전할 때 발생되는 힘(원심력) 및 가열 효과에 기인하는 변형을 흡수한다.

접착제 층(26)의 두께는 자석(20)의 치수에 비해 무시할만할 것이며 명확하게 나타내기 위해 도면에서 과장하여 나타내었다. 접착제 층(26)은 슬롯의 바닥에서 자석과 극 사이에 개재되는 것과 동일한 것이 바람직할 것이다.

도 3의 변형예에 있어서, 홈(18)은 서로에 대해 경사진 2개의 가지(30)를 구비한 "V"자형 윤곽을 갖는다. 가지(30)중 하나는 원주면(12, 14)에 대체로 평행하고 옆면(16)에 직교하는 반면, 다른 가지(30)는 옆면(16)에 대해 경사져 있다. 경사진 가지는 로터로부터 멀리 있는 2개의 가지중 하나이다. 본 실시예에 있어서, 각 자석(20)은 사다리꼴 윤곽을 갖는다. 서로 평행한 사다리꼴의 2개의 측면중 넓은 측면은 홈(18)의 경사지지 않은 가지(30)와 접촉하게 되고, 그에 따라 축(4)에 가까운 자석의 측면이다. 접착제 층(26)은 사다리꼴의 평행한 측면에 직교한다.

도 4의 변형예에 있어서, 극의 옆면(16)은 슬롯이 없으며 각각 원주면(12, 14)중 하나로부터 다른 하나까지 연속되어 있다. 이 옆면들은 샤프트를 향하여 경사지므로 서로에 대해 경사진다. 자석(20)은 도 3의 자석과 동일하다. 서로 평행하지 않은 사다리꼴의 측면은 극의 각 옆면(16)과 표면 접촉하게 되며, 접착제의 층(도시되지 않음)이 개재된다.

도 5의 변형예는 도 2의 그것과 유사하다. 로터는 자석보다 가요성이 큰 재료로 제조된 평탄한 장방형 형상의 적어도 하나의 플레이트 또는 스트립(32)을 구비하며, 예를 들면 예비 함침된 플라스틱 수지내에 매립된 유리 섬유를 포함한다. 상기 플레이트(32)는 자석의 외측 원주면(34)에 고정되며 그의 치수 및 형상은 재연되고, 가요성 접착제의 층(36)이 개재된다. 상기 플레이트 자체는 자석(20)과 각각의 홈 사이에 개재되도록 홈(18)안에 수용된다.

변형예로 또는 추가로 자석의 내측 원주면에 대해 유사한 플레이트(32)를 제공할 수도 있다.

도 3의 변형에에서 스트립이 제공될 수 있다.

도 5 또는 도 3의 변형예에 있어서, 하나 이상의 스트립은 변형을 흡수하고 그리고 자석 부품(24)을 접합하는 접착제 층(26)과 관련된 감소 방향 이외의 방향으로의 유동을 줄인다.

조립을 위해, 하나 이상의 스트립(32)을 자석(20)에 고정시킨 다음 유닛을 극(10) 사이의 홈(18)내에 수용할 수 있다.

그 반대로, 변형예로 자석(20)을 극 사이에 수용한 다음 하나 이상의 스트립(32)을 홈내에 삽입하고 그리고 그와 동시에 그들을 자석에 접합하는 것도 가능하다.

2개의 자석 부품(24)을 접합하는 접착제의 층(26)은 극의 원주면(12, 14)에 국부적으로 평행하고 그리고 옆면(16)에 직교하는 평면내에서 연장될 수 있다.

본 발명의 자동차용 교류발전기는 매우 미세한 제조 공차를 요구함이 없이 자석을 고정시킬 수 있으면서도 자석이 파괴되는 위험을 감소시킨다.

Claims (14)

1. 엇갈리게 배열된 갈퀴 형태의 극(pole)(10)과 상기 극 사이에 개재된 적어도 하나의 자석(20)을 포함하는 2개의 자석 휠(6)을 구비하는 자동차용 교류발전기에 있어서,

   상기 자석(20)은 상기 자석보다 가요성이 더 큰 재료의 층(26)에 의해 서로 고정된 2개의 개별 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 재료의 층(26)은 철을 포함하는 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 자석(20)은 관련된 극의 옆면(16) 사이에서 연장되고, 상기 재료의 층(26)은 상기 극의 옆면에 평행한 평면을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 재료의 층(26)은 관련 극(10)으로부터 중간 거리에서 연장되는 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 재료의 층(26)은 상기 자석의 분극(polarization) 방향에 직교하는 상기 자석(20)의 중간 평면을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 극(10)은 상기 자석(20)을 수용하는 홈(18)이 형성된 옆면(16)을 갖는 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 홈(18)은 U자형 가로 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 홈(18)은 V자형 가로 윤곽을 가지며, 상기 V자형 홈중 하나의 가지(branch)(30)는 상기 극(10)의 원주면(12, 14)에 대체로 평행한 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 극(10)은 원주면(12, 14)과 옆면(16)을 가지며, 상기 옆면은 상기 원주면중 하나로부터 다른 하나까지 연속되고 그리고 상기 교류발전기의 샤프트를 향해 경사지는 것을 특징으로 하는

   자동차용 교류발전기.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 자석(20)은 상기 자석의 종방향에 직교하는 장방형 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는

    자동차용 교류발전기.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 자석(20)은 상기 자석의 종방향에 직교하는 사다리꼴 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는

    자동차용 교류발전기.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 자석(20)은 상기 재료의 층(26)과 동일한 접착제로 상기 극(10)중 적어도 하나에 접합되는 것을 특징으로 하는

    자동차용 교류발전기.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    여러 개의 자석(20)을 포함하며, 상기 자석중 적어도 2개는 각각 2개의 개별 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는

    자동차용 교류발전기.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 자석(20)중 대부분, 바람직하게는 전체는 각각 2개의 개별 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는

    자동차용 교류발전기.

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