KR100913265B1

KR100913265B1 - 전원 공급 단자

Info

Publication number: KR100913265B1
Application number: KR1020020044902A
Authority: KR
Inventors: 정우석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2009-08-21
Also published as: KR20040011783A

Abstract

본 발명에 따른 전원 공급 단자는 종래 금속으로 이루어진 단자 베이스와 유리로 이루어진 밀봉부를 세라믹 단일 재료를 사용하여 일체로 구성함으로써 그 생산을 용이하게 함과 동시에, 브레이징 등의 용접열에 의한 균열 또한 방지할 수 있다. 이는 세라믹이라는 소재의 성질에서 기인한 것으로 높은 내열성 및 견고성 외에도 전기 절연성을 가지고 있어 상기 세라믹으로 이루어진 세라믹 단자 베이스를 관통하는 전원 공급용 핀간의 절연도 동시에 실현하고 있다.

Description

전원 공급 단자{Power supply port}

도 1 은 보편화된 쿨러를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 종래 쿨러의 백 플레이트에 형합되는 전원 공급 단자를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전원 공급 단자를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전원 공급 단자를 나타낸 측면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 전원 공급 단자를 나타낸 개략도.

도 6 및 7은 본 발명에 따른 전원 공급 단자와 리니어 모터의 백 플레이트와의 형합 상태를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

190...백 플레이트 191, 500, 500'...전원 공급 단자

191a...단자 베이스 191b, 520...전원 공급용 핀

191c...밀봉부 510, 510'...세라믹 단자 베이스

본 발명은 전원 공급 단자에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 리니어 모터로 구성된 쿨러에서 상기 리니어 모터의 후면에 위치하는 백 플레이트에 설치되어 상기 리니어 모터에 전원을 공급함과 동시에 리니어 모터 내의 냉매 누출을 방지하는 전원 공급 단자에 관한 것이다.

일반적으로 쿨러는 헬륨 혹은 수소 등의 작동유체가 압축 - 팽창 등의 과정을 통해 냉동출력을 발생시키는 장치로서, 도 1 은 보편화된 쿨러를 개략적으로 보인 것이다.

쿨러(1)는 도 1 에 도시한 바와 같이, 리니어 모터(130)의 전자기적 상호 작용에 의한 피스톤(140)의 직선왕복운동에 의해 냉매가스를 고온 고압상태로 압축시키는 구동부(100)와; 상기 구동부(100)로부터 고온 고압상태로 압축된 냉매가스의 일부 열을 흡수 및 외부로 방열시키는 방열부(200)와; 상기 방열부(200)로부터 일정량의 열이 흡수된 냉매가스가 재생기(330)를 왕복 유동하면서 열역학적 사이클에 의해 극저온화 상태로 변화되는 냉동부(300)로 구성되어 있다.

이 중, 상기 구동부(100)는, 소정의 내부공간을 갖으며, 디스플레이서(310)가 내삽된 내·외측 방열부(210)(220)와 동심을 이루도록 프레임(110)에 결합 고정된 쉘 튜브(120)와; 고정자(Stator)(130a)와 가동자(Armature)(130b)로 구성되어 상기 쉘 튜브(120)의 내부에 장착되는 리니어 모터(130)와; 상기 리니어모터(130) 의 가동자(130b) 일측단에 고정되어 상기 리어니 모터(130)의 전자기적 상호 작용으로 직선왕복운동을 하는 가동자(130b)와 동일운동을 하는 피스톤(140)과; 상기 내측 방열부(210)와 동심을 이루면서 내삽된 피스톤(140)의 직선왕복운동이 상기 디스플레이서(310)에 수평하게 전달될 수 있도록 상기 프레임(110) 내측 중앙에 결합 고정된 실린더(150)와; 상기 피스톤(140)내에 삽입되는 디스플레이서 로드(320)와 상기 로드(320)와 나선 결합된 디스플레이서(310)의 위치를 상기 피스톤(140) 및 내측 방열부(210)와 동심상태를 이룰 수 있게 상기 디스플레이서 로드(320)의 일측을 고정 지지하는 판스프링(160); 및 고정수단에 의해 상기 판스프링(160)을 고정 지지하는 스프링 지지대(170)로 구성되어 있다. 미 설명 부호 130c 는 리니어 모터(130)의 구성요소인 내측 고정자이다.

상기 방열부(200)는, 피스톤(140)의 직선왕복운동과 수평하게 디스플레이서(310)가 직선왕복운동을 할 수 있게 실린더(150) 및 피스톤(140)과 동심을 이루도록 상기 프레임(110) 전방(前方)에 위치되어 피스톤(140)으로부터 고온 고압상태로 압축된 냉매가스의 열을 흡수하는 내측 방열부(210); 및 상기 내측 방열부(210) 외측 원주면에 고정되어 상기 내측 방열부(210)로부터 전달된 냉매가스의 열을 쿨러(1) 외부로 방열시키는 외측 방열부(220)로 구성되어 있다.

상기 냉동부(300)는, 내측 방열부(210) 내에 삽착되어 상기 피스톤(140)으로부터 가압되는 냉매가스의 압축 및 팽창을 통해 상기 디스플레이서 로드(320) 일측을 고정하고 있는 판스프링(160)의 탄성변형 범위내에서 직선왕복운동을 하는 디스플레이서(310) 및 디스플레이서 로드(320)와; 상기 디스플레이서(310)에 내장되어 상기 피스톤(140)으로부터 가압되어 상기 디스플레이서(310) 내로 압축 유동된 고온 고압상태 냉매가스의 현열을 저장한 다음 팽창된 후, 저온 상태로 되돌아가는 냉매가스에 온도를 보상하여 일정고온상태의 냉매가스로 열전달시키는 재생기(330)와; 상기 디스플레이서(310)가 삽착될 수 있게 중공관 형태로 형성되어 있으며, 상기 디스플레이서(310)에 내장된 재생기(330)를 관통한 냉매가스가 팽창되면서 저온상태로 열 변화되도록 외부와 열교환하는 냉측부(350)가 상기 관 일측 끝단에 결합 고정된 디스플레이서 하우징(340)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 쿨러(1)의 작동관계를 설명하면, 먼저 상기 쿨러(1)의 구성요소인 리니어 모터(130) 즉, 고정자(130a)와 가동자(130b)의 전자기적 상호 작용에 의해 가동자(130b)가 직선운동을 하게 됨과 동시에, 상기 가동자(130b)의 일측단에 고정된 피스톤(140) 역시 상기 가동자(130b)와 동일하게 직선운동을 하면서 압축공간(C)에 충전되어 있는 헬륨 또는 수소의 냉매가스를 압축하게 된다.

이렇게 압축된 냉매가스는, 방열부(200)를 통과하면서 상기 방열부(200)에 의해 일부의 열이 쿨러(1) 외부로 방출되게 되고, 이후 디스플레이서(310)를 관통하여 재생기(330)에 유입되게 되는데, 이 때 디스플레이서(310)의 경우, 상기 압축된 냉매가스의 압력작용에 의해 디스플레이서 로드(320) 일측부가 고정된 판스프링(160)의 탄성변형 범위내까지 팽창공간(P)으로 직선이동을 하면서 상기 판스프링(160)이 냉동부(300) 쪽으로 변형이 이루어지게 된다.

이와 같이 직선 이동된 디스플레이서(310) 내로 유입된 압축 냉매가스는, 상기 디스플레이서(310)에 내장된 재생기(330)를 관통하면서 열에너지가 재생기(330) 에 저장되도록 열전도시킨 다음, 상기 디스플레이서(310) 반대쪽의 팽창공간(P)으로 유동되면서 상기 피스톤(140)의 가압력이 감소함에 따라 상기 판스프링(160)의 탄성복원작용에 의해 디스플레이서(310)가 압축공간(C) 측으로 이동되며, 이후 팽창공간(P)으로 유동된 냉매가스가 팽창되면서 그 압력에 의해 상기 디스플레이서(310)는 피스톤(140)과 반대방향으로 직선왕복운동을 하게 되며, 상기와 같은 디스플레이서(310)의 직선왕복운동에 의한 디스플레이서 로드(320)의 압입작용에 따라 상기 판스프링(160)은 냉동부(300) 반대쪽으로 변형이 이루지게 된다.

이후, 팽창공간(P)은 냉매가스의 팽창작용에 의해 극저온 상태로 냉각되게 되고, 상기와 같이 팽창된 저온 냉매가스는 다시 재생기(330)를 통과하면서 상기 재생기(330)에 저장된 열에너지를 전달받아 압축공간(C)으로 유입되게 되는데, 이 때 상기 팽창공간(P)에서 작용되던 냉매가스의 팽창력이 감소함에 따라 상기 판스프링(160)의 탄성복원작용에 의해 디스플레이서(310)는 압축공간(C)으로 다시 이동하게 되며, 상기와 같이 압축공간(C)으로 유입된 냉매가스를 피스톤(140)이 다시 압축시키는 반복적인 사이클을 반복하므로서, 쿨러(1)의 냉각작용이 이루어지게 된다.

한편, 상기 쿨러의 후면에는 백 플레이트(190)가 위치하게 되는데, 상기 백 플레이트(190)는 쿨러 내부의 냉매의 유출을 방지하게 되며, 누출된 냉매의 보충을 위한 냉매 충전 단자(192)와, 내부에 전원을 공급하는 전원 공급 단자(191)가 구비되어 있다.

도 2는 종래 쿨러의 백 플레이트에 형합되는 전원 공급 단자를 나타낸 단면 도로서, 상기 전원 공급 단자(191)는 금속 재질(일반적으로 철)로 이루어진 단자 베이스(191a)와, 상기 단자 베이스(191a)를 관통하여 내부에 전원을 공급할 수 있게 되어 있는 전원 공급용 핀(191b) 및 내부 냉매의 누설 및 전원 공급용 핀간의 절연을 위하여 상기 단자 베이스(191a)의 상부를 밀봉하게 되는 밀봉부(191c)로 이루어져 있다.

그러나, 이와 같은 구조를 갖는 종래의 전원 공급 단자(191a)는 백 플레이트(190)와의 형합을 위한 용접시 높은 열 및 상기 열에 의한 열팽창에 의하여 유리로 이루어진 상기 밀봉부(191c)에 균열이 생기는 경우가 빈번히 발생되는데, 이러한 밀봉부의 균열은 냉매의 누설을 야기시킴으로써, 생산 수율이 저하되는 문제점이 있다.

이러한 문제점은 일반적으로 스테인레스 재질인 백 플레이트와 철 재질의 단자 베이스의 용접, 즉 이종 금속간의 용접을 위한 높은 용접열로 인하여 더욱 심각하게 나타나고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서 용접으로 인한 전원 공급 단자의 밀봉부의 균열 발생을 방지하여 생산 수율을 높일 수 있는 전원 공급 단자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전원 공급 단자는 리니어 모터로 구성된 쿨러의 전원 공급 단자에 있어서,
상기 리니어 모터 후면에 위치한 백 플레이트의 전원공에 형합되는 세라믹 재질의 세라믹 단자 베이스와; 상기 세라믹 단자 베이스를 관통하여 설치되는 전원 공급용 핀이 포함되며, 상기 세라믹 단자 베이스에는, 상기 전원 공급용 핀이 관통하는 핀 관통공이 형성되며, 상기 세라믹 단자 베이스의 외주면과 상기 핀 관통공은 메탈라이징 처리되며, 상기 전원 공급용 핀은 상기 핀 관통공에 브레이징 결합되고, 상기 세라믹 단자 베이스는 상기 백 플레이트에 브레이징에 의해서 직접 결합되는 것을 특징으로 한다.

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여기서, 상기 백 플레이트의 전원공과 상기 세라믹 단자 베이스는 대응되는 형상 및 크기로 형성되어 상기 세라믹 단자 베이스가 상기 전원공에 형합될 수 있으며, 상기 세라믹 단자 베이스는 단이 져있는 형상일 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전원 공급 단자를 나타낸 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전원 공급 단자(500)는 리니어 모터 후면에 위치한 백 플레이트의 전원공에 형합되는 세라믹 재질의 세라믹 단자 베이스(510)와; 상기 세라믹 단자 베이스(510)를 관통하여 설치되는 전원 공급용 핀(520)으로 이루어져 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 세라믹 단자 베이스(510)는 세라믹 재질로 이루어져 있으며, 그 형상은 상기 백 플레이트(190)에 형성되어 있는 전원공과 같은 형상으로 되어 있어 상기 백 플레이트에 형합된다. 일반적으로 그 형상은 전원공과 마찬가지로 원기둥 형상으로 되어 있으며, 내측에는 상기 전원 공급용 핀(520)이 삽입될 수 있는 핀 관통공이 형성되어 있다.

이와 같은 구조의 상기 세라믹 단자 베이스(510)는 상기 전원 공급용 핀(520)이 상기 리니어 모터의 내부로 돌출될 수 있도록 함과 동시에 리니어 모터의 후면을 밀봉하여 냉매의 누출을 방지하게 된다. 또한, 그 재질이 세라믹이므로 상기 전원 공급용 핀간의 절연도 동시에 만족시키고 있다.

한편, 상기 전원 공급용 핀(520)은 상기 세라믹 단자 베이스(510)의 핀 관통공에 삽입 형합되는데, 외부의 전원에서 공급되는 전력을 리니어 모터 내부로 전송하는 역할을 하게 된다.

일반적으로 양극, 음극 전기에 맞게 한쌍으로 이루어져 있다.

위에서 살펴본 세라믹 단자 베이스(510)와 전원 공급용 핀(520) 간의 형합은 브레이징에 의하여 이루어지는데, 이를 위하여 세라믹 단자 베이스의 측면을 나타낸 도 4에 도시된 바와 같이 상기 세라믹 단자 베이스(510)의 핀 관통공 내면에 메탈라이징 처리를 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 브레이징시 상기 핀 관통공 내면의 메탈이 용해되어 상기 전원 공급용 핀(520)과 용접이 이루어져 견고한 형합이 가능해진다.

또한, 상기 핀 관통공 내면 뿐만 아니라 상기 세라믹 단자 베이스의 외주면에도 메탈라이징 처리를 하는 것이 바람직한데, 이렇게 함으로써, 브레이징시 백 플레이트와의 형합도 견고하게 이루어진다.

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 전원 공급 단자(500')를 나타낸 개략도로서, 세라믹 단자 베이스(510')가 단이 져 있는 형상으로 되어 있다. 이렇게 함으로써, 백 플레이트의 전원공의 단면과 그 형상이 완전히 일치하게 되어 보다 견고한 형합이 가능해진다.

도 6 및 7은 본 발명에 따른 전원 공급 단자와 리니어 모터의 백 플레이트와의 형합 상태를 나타낸 단면도로서, 먼저 도 6을 참조하면, 외주면이 메탈라이징 처리된 상기 세라믹 단자 베이스와 백 플레이트가 브레이징에 의하여 견고하게 형합되어 있는 것을 알 수 있으며, 도 7을 참조하면 단이 져있는 상기 백 플레이트의 단면과 동일하게 단이 져 있는 세라믹 단자 베이스를 사용하여 보다 견고한 형합이 이루어진 것을 알 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 전원 공급 단자는 종래 금속으로 이루어진 단자 베이스와 유리로 이루어진 밀봉부를 세라믹 단일 재료를 사용하여 일체로 구성함으로써 그 생산을 용이하게 함과 동시에, 브레이징 등의 용접열에 의한 균열 또한 방지할 수 있다. 이는 세라믹이라는 소재의 성질에서 기인한 것으로 높은 내열성 및 견고성 외에도 전기 절연성을 가지고 있어 상기 세라믹으로 이루어진 세라믹 단자 베이스를 관통하는 전원 공급용 핀간의 절연도 동시에 실현하고 있다.

Claims

리니어 모터로 구성된 쿨러의 전원 공급 단자에 있어서,

상기 리니어 모터 후면에 위치한 백 플레이트의 전원공에 형합되는 세라믹 재질의 세라믹 단자 베이스와;

상기 세라믹 단자 베이스를 관통하여 설치되는 전원 공급용 핀이 포함되며,

상기 세라믹 단자 베이스에는, 상기 전원 공급용 핀이 관통하는 핀 관통공이 형성되며,

상기 세라믹 단자 베이스의 외주면과 상기 핀 관통공은 메탈라이징 처리되며,

상기 전원 공급용 핀은 상기 핀 관통공에 브레이징 결합되고, 상기 세라믹 단자 베이스는 상기 백 플레이트에 브레이징에 의해서 직접 결합되는 전원 공급 단자.
제 1 항에 있어서,

상기 백 플레이트의 전원공과 상기 세라믹 단자 베이스는 대응되는 형상 및 크기로 형성되어 상기 세라믹 단자 베이스가 상기 전원공에 형합되는 전원 공급 단자.
제 1 항에 있어서,

상기 세라믹 단자 베이스는 단이 져있는 형상인 것을 특징으로 하는 전원 공급 단자.
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