KR101578597B1 - 밀폐형 터미널 조립체 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 밀폐형 전기 터미널은 실질적으로 평평하고 개구부를 포함하는 바닥면과 상기 바닥면에서 연장되어 돌출된 측면을 가지는 가지는 베이스, 베이스 바닥면의 개구부를 관통하는 터미널핀과 터미널핀과 베이스의 개구부를 절연하여 밀봉하는 글래스 밀봉재를 포함하고, 베이스 측면에 위해 형성된 베이스의 오목부에 위치하고 터미널핀과 베이스의 바닥면에 접촉하여 터미널핀을 절연하는 절연 커버를 더 포함한다.

Description

밀폐형 터미널 조립체 및 그 제조 방법{Hermetic terminal assembly AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 밀폐형 전기 터미널 단자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀폐형 압축기에 전원을 공급하는 향상된 절연 특성을 갖는 밀폐형 전기 터미널 단자에 대한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 케이싱의 밀폐된 내부 공간에 전동부와 압축부가 함께 설치되며, 케이싱에 외부 전원을 전동부에 인가하기 위한 밀폐형 전기 터미널단자가 설치된다.

밀폐형 전기 터미널 단자는 오목부를 가지는 금속제 베이스와 베이스를 관통하는 복수개의 터미널핀, 베이스와 터미널핀을 절연하며 밀봉 결합시키는 글래스 밀봉재로 구성된다.

밀폐형 전기 터미널 단자는 통상 압축기에 공급되는 정격 전압의 차이에 따라 제품이 규격화 되어 있다. 예를 들어, 정격 전압이 0 ~ 150V의 경우는 터미널핀 간격이 3.2mm 이상, 정격 전압이 151 ~ 300V의 경우는 터미널핀 간격이 6.4mm 이상, 정격 전압이 301 ~ 750V의 경우는 터미널핀 간격이 9.5mm 이상인 터미널을 사용하여야 한다. 이는 터미널핀의 간격(즉, 절연거리)을 확보함으로써 핀간 전기누설로 인해 누설전류를 차단하기 위해서이다.

터미널핀 간의 절연거리와 함께 금속제 베이스와 터미널핀 사이의 절연거리도 문제가 될 수 있다. 터미널핀과 금속제 베이스의 측면 사이에 전기 누설로 인한 단락이 발생할 수 있기 때문이다. 절연거리를 확보하기 위하여 금속제 베이스의 직경을 확대하면 되지만, 압축기의 케이싱을 변경하여야 하는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 베이스와 터미널핀 간의 절연 성능이 향상된 밀폐형 전기 터미널을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 전기 터미널 단자는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 바닥부와 상기 바닥부에서 연장된 돌출부를 갖는 베이스, 베이스의 개구부에 삽입되는 터미널핀, 터미널핀과 베이스를 절연하여 밀봉하는 글래스 밀봉재 및 터미널핀에 삽입되고 베이스의 바닥면에 접촉하는 절연 커버를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 밀폐형 전기 터미널 단자는 절연 커버, 베이스 및 글래스 밀봉재 사이의 공간에 개재되는 접착제층을 더 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 접착제층은 에폭시 수지로 구성된다.

본 발명의 일례에 따르면, 절연 커버는 터미널 핀에 삽입되는 절연캡 및 절연캡을 연결하는 브릿지부를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 브릿지부는 수지 주입구와 연결된 수지 가이드를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 수지 가이드의 하단은 베이스를 기준으로 환상리브의 상단과 동일한 높이에 배치된다.

본 발명의 일례에 따르면, 수지 가이드의 하단은 베이스를 기준으로 환상리브의 상단보다 더 높게 배치된다.

본 발명의 일례에 따르면, 수지 가이드의 하단은 베이스를 기준으로 상기 절연 캡의 하단보다 높게 배치된다.

본 발명의 일례에 따르면, 수지 가이드는 절연 커버와 일체로 형성된다.

본 발명의 일례에 따르면, 접착제층에 대응하는 절연 커버의 내면에는 요철부가 구비된다.

본 발명의 일례에 따르면, 접착제층에 대응하는 절연 커버의 내면의 표면조도가 외면의 표면조도보다 크다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 전기 터미널 단자는 적어도 하나의 개구부를 포함하는 바닥부와 상기 바닥부에서 연장된 돌출부를 갖는 베이스, 베이스의 개구부에 삽입되는 터미널핀, 터미널핀과 베이스를 절연하여 밀봉하는 글래스 밀봉재, 터미널핀에 삽입되는 절연 커버 및 절연 커버와 베이스 바닥면 사이에 위치하며 절연 커버의 하단부와 동일한 형상의 절연링을 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 절연링은 절연 커버보다 탄력성이 높다.

본 발명의 일례에 따르면, 밀폐형 전기 터미널 단자는 절연 커버와 베이스의 사이의 공간에 개재되는 접착제층을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀폐형 전기 터미널 단자의 제작방법은 적어도 하나의 개구부와 개구부를 둘러싼 환상리브를 포함하는 바닥부과 상기 바닥부에서 연장된 돌출부를 갖는 베이스에 터미널핀을 삽입하는 단계, 터미널핀과 베이스의 환상리브를 절연하여 밀봉하는 글래스 밀봉재를 형성하는 단계, 절연커버의 개구부를 상기 터미널핀에 일치시키는 단계, 절연 커버를 베이스의 바닥면에 접촉하도록 위치시키는 단계, 절연 커버의 수지 주입구에 에폭시 수지 접착제를 주입하는 단계 및 주입된 에폭시 수지 접착제를 고화하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일례에 따르면, 수지 주입구에 주입되는 에폭시 수지 접착제의 점도는 70,000cpS 이상이다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 밀폐형 전기 터미널 단자는 고압의 전기를 압축기에 전달할 수 있도록 금속제 베이스와 터미널핀 사이에 절연 성능을 향상시키는 절연 커버를 제공한다.

다만, 본 발명의 효과는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 밀폐형 전기 터미널 단자의 입체도이다.
도 2는 도 1의 밀폐형 전기 터미널 단자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 전기 터미널 단자의 입체도이다.
도 4는 도 3의 밀폐형 전기 터미널 단자의 정면도이다.
도 5는 도 3의 밀폐형 전기 터미널 단자의 단면도이다.
도 6은 도 3의 밀폐형 전기 터미널 단자의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 절연 커버의 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문에는 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.

이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 밀폐형 전기 터미널 단자의 입체도이다.

도 2는 도 1의 밀폐형 전기 터미널 단자의 단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 밀폐형 전기 터미널 단자는 환상리브에 의해 둘러싸인 개구부를 가지는 바닥면과 바닥면에서 연장된 주변부를 가지는 실질적으로 평행한 금속제 베이스, 베이스의 개구부에 삽입된 복수의 터미널핀, 금속제 베이스와 터미널핀을 전기적으로 절연하는 것과 동시에 밀봉하여 고정하는 글래스 밀봉재로 구성된다.

복수의 터미널핀을 통해서 높은 전압의 전원이 압축기로 제공되며, 터미널핀 각각은 안전한 상태의 절연 거리를 확보하여야 한다. 절연 거리는 전기제품에서 감전 등의 위험한 상황이 발생하지 않도록 절연이 요구되는 두 도전 부위 사이에서 매질에 노출된 직접적인 최단거리는 의미한다.

도 2를 참조하면 터미널핀(40)과 금속제 베이스(20) 사이에는 복수의 절연거리가 존재할 수 있다. 하나는 글래스 밀봉재에 의해 커버된 영역를 따라 형성되는 터미널핀(40)과 베이스의 환상리브(21) 사이의 거리인 제1 절연거리(a)이다. 또 다른 하나는 금속제 베이스의 가장자리 영역과 터미널핀의 최단 거리인 제2 절연거리(b)이다.

밀폐형 전기 터미널 단자의 크기 및 설계에 따라서 제1 절연거리 또는 제2 절연거리 중 더 짧은 절연 거리로 인해서 밀폐형 전기 터미널의 절연 성능이 결정된다. 절연거리가 짧게 되면 외부에서 순간적으로 전압이 높아지는 서지(Surge)가 발생할 경우 절연 파괴가 일어날 가능성도 있다.

밀폐형 전기 터미널의 크기를 크게하는 것을 통해 절연거리를 충분히 확보할 수는 있으나, 장치의 소형화 및 정격 규격을 맞추기 위해서 크기를 확대하는 것에는 제약이 따른다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 전기 터미널 단자의 입체도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 전기 터미널 단자는 베이스(20)의 오목부에 위치한 복수의 터미널핀(40)과 터미널 핀을 감싸는 절연 커버를 포함한다. 절연 커버는 터미널핀을 직접적으로 감싸는 절연캡(55)과 각 절연캡(55)을 연결하는 브릿지부(51)로 구성되며, 절연 커버의 하부는 베이스의 바닥부와 직접 접촉하고 있다.

도 3에는 도시되어 있지 않지만, 절연 커버(50)의 브릿지부 내부에는 비어있는 공간이 있어, 브릿지부(51)에 구비된 수지 주입구(52)와 수지 가이드(54)를 통해 에폭시 수지 접착제를 공간 내부에 주입할 수 있도록 되어 있다. 주입된 에폭시 수지 접착제는 베이스와 커버의 접착하고 베이스(20)와 절연커버 사이에 충진되어 터미널핀을 절연한다. 바람직하게는 절연 커버 내부의 공간을 에폭시 수지 접착제로 완전히 충진함으로써 베이스와 터미널핀의 모든 영역이 에폭시 수지 접착제에 의해서 절연되도록 하는 것이 좋다.

도 4는 도 3의 밀폐형 전기 터미널의 정면도이다.

도 4를 참고하면, 절연 커버(50)는 복수의 터미널핀(40)에 대응하는 개구부를 갖는 절연캡(55)과 절연캡들을 서로 연결하는 브릿지부(51)을 구비하고 있는 일체형의 플라스틱 구조물이다.

절연 커버(50)의 브릿지부(51)에는 수지 주입구(52)가 있으며, 수지 주입구(52)는 절연 커버의 내부에 비어있는 공간과 연결되어 있어 외부에서 에폭시 수지 접착제가 절연 커버의 내부 공간에 주입될 수 있다.

절연캡(55)은 절연체로서 터미널핀의 외주면을 감싸 터미널핀과 베이스(20)의 돌출부 사이를 절연한다.

도 5는 도 3의 밀폐형 전기 터미널 단자의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 절연 커버의 내부 공간에 에폭시 수지 접착제가 주입되어 고화된 상태를 알 수 있다.

절연캡(55)에는 글래스에 의해 고정된 터미널 핀에 대응되는 개구부가 있다. 개구부에 터미널 핀을 결합하고 절연 커버의 하단부가 베이스와 접촉하도록 밀어서 조립한다. 조립된 상태에서는 절연 커버와 베이스 및 글래스 밀봉재 사이에 비어있는 공간이 존재한다.

브릿지부의 수지 주입구(52)를 통해서 액상의 에폭시 수지 접착제(70)를 절연 커버와 베이스 및 글래스 밀봉재 사이의 공간으로 주입한다. 점성을 갖는 액상의 에폭시 수지 접착제(70)는 주입 후 고화(curing)과정을 거친다. 고화 과정은 상온에서 장시간 고화를 하는 방법과 고온의 환경에서 단시간에 고화(Curing)하는 방법이 모두 가능하다. 고화된 에폭시 수지 접착제는 절연 커버와 베이스를 결합하는 동시에 터미널핀과 베이스를 절연시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 수지 주입구에 주입되는 에폭시 수지 접착제는 70,000cpS 이상의 고점도를 지니는 것이 좋다. 고점도의 에폭시 수지 접착제를 사용함으로써 주입 과정에서 에폭시가 절연 커버의 외부로 쉽게 흘러나오지 않게 할 수 있다. 또한 점도가 높기 때문에 에폭시 수지 접착제의 고화 과정에서도 주입된 에폭시 수지 접착제의 형태가 그대로 유지되는 장점이 있다.

다만, 절연 커버와 베이스 및 글래스 밀봉재 사이의 공간에 고점도의 에폭시 수지 접착제를 충진하면 저점도의 에폭시 수지 접착제에 비해 충진되는 동안 점도로 인해 기포가 발생할 가능성이 높다. 기포가 발생하면 베이스 또는 터미널핀의 도전 영역 주변에 충진량이 부족하면 절연 특성이 열화되어 절연 파괴가 일어날 수도 있다. 또한, 에폭시 수지 접착제가 절연 커버와 베이스에 접착되는 면적이 축소되면서 결합 강도도 약해진다. 이로인해 고압의 작동 환경에서 절연 커버가 분리되거나 파손될 가능성도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 절연 커버는 고점도의 에폭시 수지 접착제가 기포없이 충진될 수 있도록 하는 에폭시 수지 접착제의 충진 방향에 대하여 완만한 경사로 형성된 수지 가이드부(54)를 구비한다.

수지 가이드(54)는 에폭시 수지 접착제가 충진되는 방향을 따라서 완만한 경사를 가지고 브릿지부(51)의 내측면에 형성되고 수지 주입구와 연결된다. 외부에서 주입되는 고점도 에폭시 수지 접착제가 절연이 필요한 부위로 충진될 수 있도록 해주는 역할을 수행한다. 수지 가이드(54)는 브릿지부(51)의 내측면에 일체형으로 형성하는 것이 바람직하나 별도로 형성하여 조립 전에 장착할 수도 있다.

고점도의 수지 충진 경로를 확보하기 위하여 수지 가이드 하단부는 베이스를 기준으로 절연캡의 하단부보다 높게 배치되는 것이 좋다. 바람직하게는 에폭시 수지가 용이하게 주입되도록 베이스의 환상리브(21)의 높이보다 같거나 높게 배치하는 것이 좋다.

수지 가이드의 하단부가 베이스의 환상리브보다 높으면 에폭시 수지를 주입할때 주입 공간의 폭이 좁아지지 않아 기포가 발생하지 않기 때문에, 빠른 시간에 충진을 마칠 수 있게 된다.

충진시에 에폭시 수지 접착제가 충진 공간 외부로 흘러나오면 고압의 환경에서 파손되어 일부가 장치 내부로 유입되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 절연 커버의 또 다른 특징은 절연 커버의 하면이 베이스의 바닥면과 접촉하여 에폭시 수지 접착제가 충진 공간의 밖으로 흘러나오는 것을 방지하는 것이다.

절연 커버의 하면은 조립 과정에서 베이스의 바닥면과 직접 접촉하여 에폭시 수지 접착제의 충진 공간을 구획하고 액상의 에폭시 수지 접착제가 충진 공간 외부로 흘러나오는 것을 방지한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예인 밀폐형 전기 터미널 단자의 단면도이다.

도 6을 참조하면 절연 커버의 하단 외주면과 동일 형상의 탄력성을 갖는 절연링(56)이 절연 커버와 베이스 바닥면 사이에 위치한다. 절연 커버를 조립하는 과정에서 절연 커버와 베이스 사이에 탄력성이 있는 절연링(56)을 위치시킴으로써 플라스틱 재질의 절연 커버와 금속 재질의 베이스 사이의 생길 수 있는 간극을 제거한다. 절연링(을 사용하여 액상의 에폭시 수지가 충진 과정에서 절연 커버와 베이스 사이의 간극을 통해 유출되는 것을 방지한다.

본 발명의 절연 커버는 에폭시 수지 접착제의 접착력을 증가시키기 위해서 내측면의 표면 조도(Roughness)를 증가시킬 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 절연 커버의 단면도이다.

도 7을 참조하면 절연 커버의 내측면(53)에는 요철부가 형성되어 있다. 절연 커버 내측면의 표면적을 증가시킴으로써 에폭시 수지 접착제와 강하게 결합할 수 있다.

도 7(a)에 개시된 요철부는 반구 형태로서 고점도의 에폭시 수지 접착제가 충진되는 방향에 방해를 일으키지 않고 충진되도록 완만한 경사를 지니도 있다. 그러나, 요철부의 형상은 반구가 아니어도 다양하게 변형하여 적용하는 것이 가능하다.

도 7(b)를 참고하면, 절연 커버의 단면에서 외측면에 비해 내측면의 표면 조도(Roughness)가 큰 것을 알 수 있다. 내측면의 표면 조도를 크게하면 절연 커버와 에폭시 수지 접착제의 접촉 면적이 증가되어 접착력이 향상된다.

10: 밀폐형 전기 터미널 단자 20:베이스
21: 환상리브 30: 글래스
40: 터미널핀 50: 절연 커버
51: 브릿지부 52: 수지 주입구
53: 돌출부 54: 수지 가이드
55: 절연캡 56: 절연링
70: 에폭시 수지 접착제

Claims (16)

1. 적어도 하나의 개구부를 포함하는 바닥부와 상기 개구부에서 연장된 환상리브를 갖는 베이스;
   상기 베이스의 개구부에 삽입되는 터미널핀;
   상기 터미널핀과 상기 베이스를 절연하여 밀봉하는 글래스 밀봉재; 및
   상기 터미널핀, 상기 환상리브 및 상기 글래스 밀봉재를 둘러싸며 상기 베이스의 바닥부와 접촉하는 절연 커버; 및
   상기 절연 커버, 상기 베이스 및 상기 글래스 밀봉재 사이의 공간에 개재되는 접착제층를 포함하고,
   상기 절연 커버는 상기 터미널 핀에 삽입되는 절연캡, 및 상기 절연캡을 연결하는 브릿지부를 포함하는 밀폐형 전기 터미널 단자.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 접착제층이 에폭시 수지로 구성된 밀폐형 전기 터미널 단자.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 브릿지부는 수지 주입구와 연결된 수지 가이드를 포함하는 밀폐형 전기 터미널 단자.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 수지 가이드의 하단은 상기 베이스를 기준으로 상기 환상리브의 상단과 동일한 높이에 배치된 밀폐형 전기 터미널 단자.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 수지 가이드의 하단은 상기 베이스를 기준으로 상기 환상리브의 상단보다 더 높게 배치된 밀폐형 전기 터미널 단자.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 수지 가이드의 하단은 상기 베이스를 기준으로 상기 절연 캡의 하단보다 높게 배치된 밀폐형 전기 터미널 단자.
9. 제 5항에 있어서,
   상기 수지 가이드가 상기 절연 커버와 일체인 밀폐형 전기 터미널 단자.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 접착제층에 대응하는 상기 절연 커버의 내면에 요철부를 구비하는 밀폐형 전기 터미널 단자.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 접착제층에 대응하는 상기 절연 커버의 내면의 표면조도가 상기 절연 커버의 외면의 표면조도보다 큰 밀폐형 전기 터미널 단자.
12. 적어도 하나의 개구부를 포함하는 바닥부와 상기 바닥부에서 연장된 환상리브를 갖는 베이스;
    상기 베이스의 개구부에 각각 삽입되는 터미널핀;
    상기 터미널핀과 베이스를 절연하여 밀봉하는 글래스 밀봉재;
    상기 터미널핀에 삽입되는 절연 커버; 및
    상기 절연 커버와 상기 베이스 바닥부 사이에 위치하며 상기 절연 커버의 하단부와 동일한 형상의 절연링을 포함하는 밀폐형 전기 터미널 단자.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 절연링은 절연 커버 대비 높은 탄력성을 갖는 밀폐형 전기 터미널 단자.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 절연 커버와 상기 베이스의 사이의 공간에 개재되는 접착제층을 더 포함하는 밀폐형 전기 터미널 단자.
15. 적어도 하나의 개구부를 포함하는 바닥부를 갖는 베이스와 상기 개구부에서 연장된 환상리브에 터미널핀을 삽입하는 단계;
    상기 터미널핀과 상기 베이스의 환상리브를 절연하여 밀봉하는 글래스 밀봉재를 형성하는 단계;
    절연 커버의 개구부를 상기 터미널핀에 일치시키는 단계;
    상기 절연 커버를 상기 베이스의 바닥부에 접촉하도록 위치시키는 단계;
    상기 절연 커버의 수지 주입구에 에폭시 수지 접착제를 주입하는 단계; 및
    상기 주입된 에폭시 수지 접착제를 고화하는 단계를 포함하는 밀폐형 전기 터미널 단자의 제작 방법.
16. 제 15항에 있어서,
    상기 수지 주입구에 주입되는 에폭시 수지 접착제의 점도는 70,000cpS 이상인 밀폐형 전기 터미널 단자의 제작 방법.

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