KR20170084674A - 전류 피드스루 어셈블리와 그 제조 및 조립 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부로부터, 밀폐된 하우징(15) 내부에 있는 전기 모터(16)에 에너지를 공급하기 위한 전류 피드스루 어셈블리(14)로서, 이 경우 상기 전기 모터(16)의 하나 또는 다수의 모터 권선(19)이 각각 상기 모터 권선(19)의 단부 영역 섹션에서 전기 절연성 슬리브(17)를 관통하며, 이때 상기 모터 권선(19)은 상기 섹션에서 슬리브에 의해 기밀 방식으로 둘러싸여 있고, 그리고 각각의 슬리브(17)가 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 지지면을 가지며, 상기 지지면은 적어도 부분적으로 원추형으로 형성되고 그리고 상기 하우징(15)의 분리 벽(15a)을 관통하는 보어(18)에 일치하며, 상기 슬리브(17)는 보어(18)가 폐쇄되고, 그리고 슬리브(17)를 관통하는 모터 권선(19)이 상기 분리 벽(15a)을 관통하도록 상기 보어 내로 압입되어 있다. 또한, 본 발명은 전류 피드스루 어셈블리(14)의 제조 및 조립 방법과도 관련이 있다.
본 발명의 장점들은 다른 무엇보다도, 공지된 금속-유리 피드스루들과 콘택핀들을 구비하는 피스스루들에 비해 삽입 및 납땜 연결과 같은 전기 기계적 인터페이스들이 덜 필요하다는 것이다. 추가적으로는 특히 콘택 핀과 콘택 부싱이 생략됨으로써, 재료가 절감될 수 있다. 상기 방법과 관련해서 장점은, 조립 시 더 적은 수의 방법 단계가 요구된다는 것이다.

Description

전류 피드스루 어셈블리와 그 제조 및 조립 방법{ELECTRIC CURRENT FEEDTHROUGH ASSEMBLY AND METHOD FOR MANUFACTURING AND ASSEMBLING THE SAME}
본 발명은 외부로부터, 밀폐된 하우징 내부에 있는 전기 모터에 에너지를 공급하기 위한 전류 피드스루 어셈블리와 이러한 전류 피드스루 어셈블리의 제조 및 조립 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 기술은 전기 에너지를 외부로부터 밀폐된 공간으로 운반해야 분야에서 일반적으로 사용될 수 있다. 전동 압축기(electric compressor)의 경우, 전기 에너지는 인버터로부터 냉매 순환계 내부에 위치하는 전기 모터로 가이드 되어야 한다. 유사한 적용 분야로는 예컨대, 펌프 또는 변압기(transformer)가 언급될 수 있다.
실제로 유리-금속-용융부들로 이루어진 전기 피드스루 유닛들은 널리 알려져 있다. 상기 전기 피드스루 유닛들은 외부 스틸 몸체(steel body)로 이루어지며, 이러한 스틸 몸체 내부에 하나 또는 다수의 유리체가 용융되어 있다. 유리체는 재차 고유한 금속성, 즉 전도성 핀들을 포함하고, 유리 부분은 상기 외부 스틸 몸체와 핀을 전기적으로 절연시키는 동시에 밀폐형 커버로 사용된다.
유리-금속-용융부는 모터 하우징에 고정되고, 그리고 별도의 밀봉 및 고정 재료를 필요로 하거나 상기 모터 하우징 내로 가압되며, 이 경우 스틸 몸체의 외부 표면은 상기 모터 하우징에 의해 금속성 밀봉을 형성한다. 상기와 같은 어셈블리는 예를 들면, 클립(clip)에 의해 모터 하우징 내에서 풀림이 방지되고 O자형 링, 즉 링 모양의 밀봉 부재에 의해 밀봉 방식으로 밀폐된다. 유리-금속-용융부들의 설치는 일반적으로 스테이터를 설치하기 이전에 이루어진다.
기능적 관점에서, 즉 설치 공간, 가압(pressurization) 및 압력 방향과 관련하여, 스테이터 및 전기 피드스루 유닛은 동일한 피팅 방향으로 모터 하우징 내에 설치되는 것이 바람직하다. 스테이터가 이미 모터 하우징 내에 조립된 경우에는, 유리-금속-용융부들의 조립 용도로는 단지 제한된, 자유 접근 영역만 남아 있다. 이러한 영역은 내부 로터의 경우에는 스테이터 내부 지름 안에 존재하고, 그리고 외부 로터의 경우에는 스테이터의 외부 지름 밖에 존재한다. 그러나 일반적으로 유리-금속 용융부는 설치에 더 많은 공간을 필요로 한다. 이러한 이유로 전기 피드스루 유닛들은 모터 지름 밖에 배치되는 경우가 많으며, 이러한 배치는 적용을 위한 추가 공간을 필요로 하고 모터 하우징의 전체 설치 공간을 증가시킨다.
이에 대안적으로, 제일 먼저 유리-금속-용융부들을 하우징 내에 고정하고, 이어서 스테이터를 압입하여 조립 순서를 변경할 수 있다. 이러한 경우 피드스루 유닛은 스테이터 뒤에 놓여 더 이상 자유로운 접근이 불가능하다. 이러한 상황은 조립 작업을 어렵게 하거나, 또는 스테이터 코일과 유리-금속-용융부의 후속 접촉 시 잘못된 작업 과정을 야기한다.
공지된 유리-금속-용융부들의 또 다른 단점은 필수적인 대형 하우징 관통구들로서, 이러한 관통구들은 전체 구조를 약화시키며, 이러한 점은 특히 예를 들면, 이산화탄소-압축기와 같은 고압 적용예들에서 중요하다.
또한, 유리-금속-용융부들의 복잡한 제조 프로세스는 전도성 핀들 자체에서 더 높은 공차를 야기한다. 또한, 상기와 같은 제조 프로세스 그리고 그 뿐만 아니라 추후 적용은 전류를 가이드 하는 도체의 재료 선택을 전기적 특성이 우수하지 않은 스틸로 제한한다. 마지막으로 유리-금속-용융부들은 유리의 깨지기 쉬운 특성으로 인해 전단력(shear force) 또는 비틀림(torsion)과 같은 기계적 영향에 매우 민감하다.
US 6 362 424 B1호에는 금속성 몸체부(body part)를 갖는 밀폐형 연결 부품 그룹이 공지되어 있으며, 상기 금속성 몸체부는 대체로 평탄한 바닥 부분과 가장자리 부분을 구비하고, 상기 가장자리 부분은 상기 바닥 부분의 둘레를 돌아 연장되며, 이 경우 상기 바닥 부분에는 적어도 하나의 개구가 제공되어 있다. 상기 연결 부품 그룹은 전류 전도성 핀을 구비하며, 상기 핀은 개구를 통해서 연장되고, 추가로 몸체부의 바닥 부분과 가장자리 부분을 가리키고 상기 몸체부의 바닥 부분과 가장자리 부분에 매우 가깝게 배치된 절연 재료 층을 통해서 연장된다. 이 경우 상기 절연 재료 층은 적어도 하나의 개구를 갖고, 상기 개구는 몸체부 바닥 부분의 개구에 상응한다. 상기 전류 전도성 핀 또한 이 개구를 통해서 연장된다. 절연성 핀 밀봉 수단이 제공되어 있으며, 상기 핀 밀봉 수단은 전류 전도성 핀의 둘레와 바닥 부분 내에 있는 개구 둘레 사이에서 연장되고, 상기 개구 내에서 핀을 밀폐한다. 몸체부의 바닥 부분과 가장자리 부분과 관련하여 매우 가까운 위치에서 층을 지지하기 위하여, 층 지지 수단이 제공되어 있으며, 이 경우 상기 층 지지 수단은 절연성 액체 결합 접착제로서, 이러한 결합 접착제는 층과 몸체부 부분들 사이에서 경화되고, 그리고 상기 층과 몸체부 부분들 사이 공동부들을 메운다.
DE 33 24 466 A1호에는 전류 피드스루, 특히 전도성 핀들에 의해 관통되는 절연체를 구비한 냉각기들을 위한 전류 피드스루가 기술되어 있다. 상기 절연체는 내열성이면서 화학제품에 민감하지 않은, 그리고 적어도 가벼운 탄성 재료, 특히 탄성 중합체, 열가소성 플라스틱 또는 이와 유사한 재료로 이루어진다.
DE 39 09 186 A1호는 특히 세라믹, 유리 또는 단결정으로 이루어진 고내열성이고 진공에 적합한 절연 재료 파트의 보어를 관통하는 전도성 피드스루를 기술하며, 상기와 같은 피드스루는 상기 보어 내에 납땜된 활성 땜납 인서트로서 또는 활성 땜납 슬리브에 의해 상기 보어 내에 납땜된 연결 도체로 형성되어 있다.
DE 10 2006 041 940 A1호는 이식형 전기 치료기(therapy device)를 개구 내로 삽입하기 위한, 전기적으로 절연되는 절연체를 구비한 전기 피드스루를 기술하며, 이 경우 상기 절연체를 통해서는 적어도 하나의 전도성 핀이 관통하고, 상기 핀은 땜납에 의해 상기 절연체와 밀폐 밀봉 방식으로 연결되어 있으며, 이때 땜납 재료는 유리 또는 유리 세라믹이다.
DE 10 2010 043 773 A1호에는 전도성 핀과 탄성 절연 부재를 구비한 밀폐형 압축기들을 위한 전기 피드스루가 공지되어 있으며, 이 경우 상기 전도성 핀과 탄성 절연 부재는 고정 부재에 의해 하우징 개구 내에 압력 밀봉 방식으로 클램핑 가능하게 배치되어 있다. 핀과 절연 부재는 경화 처리(vulcanize)에 의해 재료상 서로 연결되어 있으며, 결과적으로 상기 핀과 절연 부재는 하나의 구조적 유닛을 형성한다. 절연 부재는 주변을 둘러싸고 일체로 형성된, O자형 링의 외부 밀봉면 형태의 돌기를 갖고, 상기 돌기는 하우징 개구 내에 있는 홈에 형상 결합 방식으로 일치한다.
또한, 전기 모터의 하우징 벽을 통해 전기 콘택부들을 관통시키기 위한 피드스루 유닛도 공지되어 있으며, 이 경우 상기 피드스루 유닛은 전도성 재료로 이루어진 핀을 구비하고, 상기 핀은 전기 절연성 슬리브들에 의해 둘러싸여 있으며, 이때 상기 핀은 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된, 하우징 벽을 관통하는 관통구 영역에 대한 지지면을 가지며, 그리고 상기 관통구 영역을 둘러싸는 슬리브와 함께, 하우징 벽을 관통하는, 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 보어 내에 배치될 수 있다. 이때 전기 절연성 슬리브는 듀로머-절연체(duromer-isolator)로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 해결해야 할 과제는 밀폐된 하우징 내에 전기 모터를 제공하는 것으로서, 이때 주기능(main function), 즉 일 공간에서 다음 공간으로 전력을 확실히 그리고 밀봉 방식으로 운반하는 주기능을 저하시키지 않으면서, 외부로부터 에너지를 공급하고, 그리고 이와 동시에 지금까지 공지된 어셈블리들에 비해 비용은 감소되고, 품질은 향상되도록 하는 것이다.
상기 과제는 외부로부터, 밀폐된 하우징 내부에 있는 전기 모터에 에너지를 공급하기 위한, 청구항 1의 특징들을 갖는 전류 피드스루 어셈블리에 관한 것이다. 개선예들은 종속 특허 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명에 따르면, 전기 모터의 하나 또는 다수의 모터 권선은 상기 모터 권선의 단부 영역 섹션에서 전기 절연성 슬리브를 관통하고, 이 경우 상기 모터 권선은 언급한 섹션에서 슬리브에 의해 기밀 방식으로 둘러싸여 있다. 각각의 슬리브가 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 지지면을 갖고, 상기 지지면은 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 그리고 상기 하우징의 분리 벽을 관통하는 보어에 일치하고, 이때 상기 슬리브는 보어가 폐쇄되고, 슬리브를 관통하는 모터 권선이 분리 벽을 관통하는 방식으로 상기 보어 내로 압입된다.
선행 기술에 공지된 바와 같이, 도체로서 별도의 핀을 사용하는 대신, 전기 모터의 모터 권선이 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 슬리브를 직접 관통함으로써 핀의 주기능을 실행할 수 있다. 따라서 지금까지 필수적으로 요구되는, 모터 권선에서 핀까지의 인터페이스들이 생략되고, 그리고 핀에서 파워 전자 장치 부품 그룹의 인버터 회로 기판까지의 연결이 더욱 간단히 형성될 수 있다.
이러한 방식에 의해, 밀폐된 하우징 내에서 전기 모터가 작동될 수 있으며, 그러나 이때 상기 전기 모터에는 에너지가 외부로부터 공급된다. 밀폐된 하우징 내부와 외부에서 압력차가 존재하는 경우에는 특정 방향이 주어지며, 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 보어의 지름은 상기와 같은 방향으로 증가한다. 원추면의 상대적으로 더 큰 지름은 가압형 시스템의 경우에는 하우징 내부를 가리키고, 하우징 내부에서 압력 또는 진공이 낮은 경우에는 외부를 가리킨다.
본 발명의 바람직한 실시예들에 따르면, 모터 권선이 전기 절연성 슬리브 재료에 의해 슬리브 형태로 인서트 몰딩 되거나 적합한 보어가 제공된 미리 제조된 슬리브 내로 삽입 접착됨으로써 전기 절연성 슬리브에 의한 모터 권선의 기밀 방식 밀폐가 달성된다.
본 발명의 특히 바람직한 한 실시예에 따르면, 슬리브는 적어도 부분적으로 절연성 슬리브 재료로서 듀로머로 이루어진다. 상기와 같은 듀로머 슬리브는 모터 권선과 하우징 사이 전기 절연을 보증한다. 따라서 하우징에 대한 절연이 개선될 수 있다. 추가로, 듀로머는 내압에 의한 하우징 변형과 열적 팽창을, 종래 방식의 깨지기 쉬운 유리 피드스루 유닛들보다 더 우수하게 상쇄할 수 있는데, 즉 이로 인해 유리-금속-피드스루들에 비해 전류 피드스루 어셈블리의 기계적 견고함이 향상될 수 있다.
간단한 적용과 낮은 비용 때문에, 본 발명에 따른 피드스루 어셈블리는 반 밀폐형 또는 비 밀폐형 적용예들에 있어서도 유리할 수 있다. 압력 및 열적 조건이 낮은 경우, 듀로머는 열가소성 플라스틱 또는 탄성 중합체로 대체될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 슬리브의 제 1의 내부 층은 연질 성분, 바람직하게는 탄성 중합체로 이루어지며, 이때 상기 슬리브의 내부 층에 의해서는 모터 권선이 직접 인서트 몰딩 되어 있다. 상기 연질 성분은 경질 성분, 바람직하게는 듀로머로 이루어진 제 2의 외부 층 자체에 의해 인서트 몰딩 되어 있다.
본 발명의 바람직한 한 실시예에 따르면, 모터 권선은 슬리브에 의해 둘러싸이거나 또는 인서트 몰딩 된 섹션에 압축 방식으로 형성되어 있다.
본 발명의 한 추가 실시예에 따르면, 하우징 외부에 위치하는 모터 권선들의 단부는 파워 전자 장치와 전기적으로 연결되어 있다. 뿐만 아니라 상기 모터 권선들의 단부는 납땜 연결에 의해 인버터의 회로 기판과도 전기적으로 연결될 수 있다. 바람직하게 회로 기판은 내부로 향하는, 즉 분리 벽 방향으로 향하는 표면이 슬리브의 외부 단부면들에 인접한다.
본 발명의 추가 측면(aspect)은 외부로부터, 밀폐된 하우징 내부에 있는 전기 모터에 에너지를 공급하기 위한 언급한 전류 피드스루 어셈블리의 제조 및 조립 방법과 관련이 있으며, 이 경우 상기 방법은 다음의 방법 단계들을 포함한다:
a1) 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 슬리브를 형성하면서, 각각 모터 권선의 단부 바로 앞에 있는 섹션에서 슬리브 재료로 하나 또는 다수의 모터 권선을 인서트 몰딩 하는 단계 또는
a2) 적합한 보어가 제공된 미리 제조된, 그리고 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 슬리브 내로 개개의 모터 권선의 단부 영역을 관통시키고, 그리고 상기 슬리브 내로 상기 모터 권선의 밀폐 섹션을 삽입 접착하는 단계,
b) 하나 또는 다수의, 그리고 마찬가지로 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된, 밀폐된 하우징의 분리 벽을 관통하는 보어( 내로 하나 또는 다수의 슬리브를 압입하는 단계.
바람직하게 상기 방법은 추가 방법 단계로서, c) 상기 하우징 외부에 위치하는 개개의 모터 권선 단부에서, 파워 전자 장치와 상기 하나 또는 다수의 모터 권선의 전기적 직접 연결을 형성하는 단계를 포함한다.
바람직한 한 방법 변형예에 따르면, 모터 권선들은 듀로머를 갖는 그들의 단부 바로 앞에서 원추형 슬리브 형태로 인서트 몰딩 되거나 적합한 보어가 제공된 미리 제조된 원추형 슬리브 내로 삽입 접착된다. 이러한 경우 듀로머 슬리브들은 하우징 내에서 마찬가지로 원추형으로 형성된 개구들 내에 압입된다. 이때 모터 권선들의 단부는 파워 전자 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 연결은 예를 들면, 인버터의 회로 기판 내에서 또는 회로 기판 상에서 이루어지는 간접 납땜 방법으로 실현될 수 있다.
원추형 형상으로 인해 조립 공정 동안 슬리브의 바람직한 자체 센터링에 의해서는 유리 피드스루의 경우보다 더 낮은 위치 공차가 야기되며, 이는 부품 그룹의 품질에 긍정적인 영향을 준다.
더 나아가 본 발명에 따른 전류 피드스루 어셈블리와 이의 제조 및 조립 방법은 유리 피드스루 또는 원추형 콘택 핀들을 갖는 피드스루에 비해 추가 장점들을 제공한다. 따라서 삽입 및 납땜 연결과 같은 전기 기계 인터페이스가 덜 필요하다. 또한, 특히 콘택 핀과 콘택 부싱이 생략됨으로써 재료가 절감될 수 있다. 상기 방법과 관련해서 장점은 조립 시에 더 적은 수의 방법 단계가 요구된다는 것이다.
본 발명에 따른 피드스루 어셈블리는, 로터가 스테이터 내부에 위치하는 내부 로터 구성으로 또는 로터가 스테이터 외부에 위치하는 외부 로터 구성으로 고려될 수 있는 브러시리스 직류 모터(brushless DC motor)에서 사용될 수 있다.
상기와 같은 컨셉에 상응하는 다수의 적용예들이 존재한다. 자동차 분야에서는, 예를 들면 AC-압축기, 오일-물 펌프 또는 연료 펌프 그리고 파워 스트링(power steering) 또는 ABS 펌프와 같은 유압 장치에서 사용되는 적용예들이 고려될 수 있고, 그리고 자동차와는 관련이 없는 다수의 추가 적용예들에서 사용되는 적용예들도 고려될 수 있다.
본 발명의 실시예들의 또 다른 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련 도면을 참조하는 실시예들에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 드러난다.
도 1은 외부로부터, 밀폐된 하우징 내부에 있는 전기 모터에 에너지를 공급하기 위한 선행 기술에 공지된 전류 피드스루 어셈블리의 부품들을 조립하기 이전 상태에서 도시한 도면이고,
도 2는 외부로부터, 밀폐된 하우징 내부에 있는 전기 모터에 에너지를 공급하기 위한 선행 기술에 따른 전류 피드스루 어셈블리를 부품들 조립 이후에 도시한 도면이며,
도 3은 외부로부터, 밀폐된 하우징 내부에 있는 전기 모터에 에너지를 공급하기 위한 전류 피드스루 어셈블리의 부품들을 조립하기 이전 상태에서 도시한 도면이고,
도 4는 외부로부터, 밀폐된 하우징 내부에 있는 전기 모터에 에너지를 공급하기 위한 전류 피드스루 어셈블리를 부품들 조립 이후에 도시한 도면이며,
도 5a는 인서트 몰딩 된 또는 접착된 모터 권선을 도시한 도면이고,
도 5b는 압축 및 인서트 몰딩 된 모터 권선을 도시한 도면이며, 그리고
도 5c는 경질 성분과 연질 성분으로 인서트 몰딩 된 모터 권선을 도시한 도면이다.
도 1은 외부로부터, 밀폐된 하우징(2) 내부에 있는 전기 모터(3)에 에너지를 공급하기 위한 선행 기술에 공지된 전류 피드스루 어셈블리(1)의 부품들을 조립하기 이전 상태에서 개략적으로 도시한다. 이 경우 상기 전류 피드스루는 상기 하우징(2)의 분리 벽(2a)을 통해서 이어진다.
이와 동시에 상기 전류 피드스루 어셈블리(1)는 유리-금속 용융부들로 이루어진 다수의 피드스루 유닛(4)을 구비하고, 상기 피드스루 유닛들은 분리 벽(2a)을 관통하는 보어들 내부에 배치되어 있다. 상기 피드스루 유닛(4)들은 각각 외부 스틸 몸체(5)로 이루어지며, 이러한 스틸 몸체 내에는 각각 유리체(6)가 용융되어 있다. 상기 유리체(6)는 재차 고유한 금속성, 즉 전도성 핀들을 포함하고, 이 경우 하나의 유리체(6)는 각각 외부 스틸 몸체(5)와 핀을 전기적으로 절연시키는 동시에 밀폐형 커버로 사용된다.
분리 벽(2a)은 조립식(mountable)으로 형성되어 있다. 이러한 조립식 분리 벽(2a)은 고정 부재(7)의 도움으로 하우징(2)의 개구 둘레에 배치된, 하우징(2)의 내벽 섹션(8)들에 고정되어 하우징(2)의 개구를 폐쇄할 수 있다.
음각된 콘택부(10)들을 갖는 회로 기판(9)은 하우징(2) 외부에 위치한다. 하우징(2) 내부에서, 이러한 하우징(2) 내부에 배치된 전기 모터(3)에는 콘택부(12)들을 구비하는 스테이터 그리드(11)가 직렬로 연결되어 있으며, 이 경우 상기 스테이터 그리드(11)는 전기 모터(3)의 스테이터의 권선(하기에서는 모터 권선(13)으로 언급됨)들의 단부와 연결되어 있으며, 그 결과 상기 모터 권선(13)들과 접촉부(12)들의 전기적 연결이 이루어진다. 조립 시 유리체(6)들과 전도성 핀들은 외부에서는 회로 기판(9)의 콘택부(10)들과 연결되어 있고, 하우징 내부에서는 스테이터 그리드(11)의 콘택부(12)들과 연결되어 있음으로써, 결과적으로 하우징(2)의 분리 벽(2a)을 통해 전기 모터(3)에의 전기 공급이 보장된다.
도 2는 하우징(2)의 분리 벽(2a)을 통해 전기 모터(3)에 전류를 관통시키기 위한 상응하는 전류 피드스루 어셈블리(1)를 조립된 형태로 도시한다. 이 경우 상기 분리 벽(2a)은 고정 부재(7)들의 도움으로 하우징(2)의 내벽 섹션(8)들에 고정되어 있다. 피드스루 유닛(4)들은 한 편으로는 회로 기판(9)의 콘택부(10)들과 연결되어 있고, 다른 한 편으로는 스테이터 그리드(11)의 콘택부(12)들과 연결되어 있음으로써, 회로 기판(9)의 콘택부(10)들로부터 전도성 핀들을 경유하여 유리체(6) 내부로의 전기적 연결이 이루어지고, 그리고 스테이터 그리드(11)의 콘택부(12)들을 경유하여 권선(12)들까지의 전기적 연결이 이루어진다.
도 3은 외부로부터, 밀폐된 하우징(15) 내부에 있는 전기 모터(16)에 에너지를 공급하기 위한 본 발명에 따른 전류 피드스루 어셈블리(14)를 조립하기 이전 상태에서 개략적으로 도시한다. 상기 어셈블리(14)는 절연성 재료로 이루어진 하나 또는 다수의 원추형 슬리브(17)를 포함하며, 이러한 슬리브들은 하우징(15)의 분리 벽(15a) 내에 있는 원추형 보어(18)들과 일치한다. 상기 원추형 슬리브(17)들은 각각 전기 모터(16)의 권선(19)을 모터 권선(19) 단부 바로 앞에서 기밀 방식으로 둘러싼다. 이를 위해 모터 권선(19)들은 그들의 단부 바로 앞에서 각각 원추형 슬리브(17) 형태로 전기 절연성 재료로서 듀로머에 의해 인서트 몰딩 되거나 모터 권선(19)에 적합한 보어가 제공된 미리 제조된 원추형 슬리브(17) 내로 삽입 접착된다. 이러한 경우 모터 권선(19)들의 단부는 파워 전자 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 연결은 예를 들면 회로 기판(20) 내부에/상부에 모터 권선(19)들의 단부를 간접적으로 납땜함으로써 실현될 수 있다. 이를 위해 회로 기판(20)은 다수의 랜드(land)(21)를 갖는데, 즉 금속(22) 또는 금속 합금(22), 예를 들면 구리 또는 황동에 의해 둘러싸인 다수의 홀(23)을 갖는다.
도 4는 외부로부터, 밀폐된 하우징(15) 내부에 있는 전기 모터(16)에 에너지를 공급하기 위한 본 발명에 따른 전류 피드스루 어셈블리(14)를 조립한 상태에서 개략적으로 도시한다. 도 4에 도시된 예에서, 회로 기판(20)은 내부로, 즉 분리 벽(15a) 방향으로 향하는 표면(20a)이 원추형 슬리브(17)들의 외부 단부면에 인접하거나, 또는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 외부 단부면에서 멀리 떨어져 있지 않다. 모터 권선(19)의 단부 바로 앞에서 각 하나의 모터 권선(19)의 섹션을 둘러싸는 각각의 슬리브(17)는 분리 벽(15a)을 관통하는 원추형 보어(18)들 내로 압입되어 있다. 슬리브(17)들 다음에서는, 즉 하우징(15) 외부에서는 모터 권선(19)들이 랜드(21)의 홀(23)을 통해 가이드 되며, 이 경우 마주 놓인 회로 기판(20)의 표면(20b) 상에 있는 모터 권선(19)들의 단부는 랜드(21)에서 회로 기판(20)과의 납땜 연결을 형성하거나 또는 납땜되어 있다. 따라서 피드스루 어셈블리(1)는 전기 모터(16)에 전기 에너지 공급을 위해, 회로 기판(20)으로부터 전기 모터(16)로의 직접 연결을 제공하며, 이때 상기와 같은 직접 연결은 하우징(15)의 밀폐된 분리 벽(15a)을 통과하는 전기 모터(16)의 하나 또는 다수의 모터 권선(19)을 통해 이어진다.
이 경우 슬리브(17)들과 밀폐된 모터 권선(19)은 피드스루 유닛을 형성하고, 이러한 관통 유닛 내에서는 선행 기술과 달리 별도의 핀 대신에, 모터 권선(19)이 원추형 슬리브(17)를 통해서 직접 가이드 됨으로써 핀의 주기능을 실행한다.
도 5a-c는 원추형 슬리브(17)와 통과되는 모터 권선(19)으로 이루어진 피드스루 유닛을 실현하기 위한 각기 다른 변형예들을 개략적으로 도시한다. 도 5a는 모터 권선(19)을 도시하는데, 이때 상기 모터 권선은 슬리브(17) 재료에 의해, 바람직하게는 듀로머에 의해 인서트 몰딩 되거나 미리 제조된 슬리브(17) 내로 삽입 접착되어 있다.
도 5b는 슬리브(17) 재료에 의해 인서트 몰딩 된 모터 권선(19)으로 이루어진 피드스루 유닛을 도시하며, 이때 상기 모터 권선은 인서트 몰딩 된 위치에 압축 방식으로 형성되어 있다.
도 5c에는 다수의 층 또는 성분으로 이루어진 슬리브를 갖는 피드스루 유닛이 도시되어 있다. 이 경우 제 1의 내부 층(17a)은 예를 들면 같은 탄성 중합체(예: VitonTM)와 같은 연질 성분(17a)으로 이루어지며, 이때 모터 권선(17)은 상기 제 1 내부 층에 의해 인서트 몰딩 되어 있다. 상기 내부 층은 제 2의 외부 층(17b) 자체에 의해 인서트 몰딩 되어 있으며, 상기 제 2 외부 층은 바람직하게 듀로머 성분(17b)으로 이루어진다.
1: 전류 피드스루 어셈블리(선행 기술), 피드스루 어셈블리
2: 하우징(선행 기술)
2a: 분리 벽(선행 기술)
3: 전기 모터(선행 기술)
4: 피드스루 유닛(선행 기술)
5: 스틸 몸체(선행 기술)
6: 유리체(선행 기술)
7: 고정 부재(선행 기술)
8: 내벽 섹션(선행 기술)
9: 회로 기판(선행 기술)
10: 회로 기판(9)의 콘택부(선행 기술)
11: 스테이터 그리드(선행 기술)
12: 스테이터 그리드(11)의 콘택부(선행 기술)
13: 모터 권선(선행 기술)
14: 전류 피드스루 어셈블리
15: 하우징
15a: 하우징의 벽, 분리 벽
16: 전기 모터
17: 슬리브
17a: 슬리브의 내부 층, 연질 성분
17b: 슬리브의 외부 층, 듀로머 성분
18: 보어
19: 모터 권선
20: 회로 기판
20a: 회로 기판의 표면
20b: 회로 기판의 표면
21: 회로 기판의 랜드
22: 랜드의 금속
23: 랜드의 홀

Claims (10)

  1. 외부로부터, 밀폐된 하우징(15) 내부에 있는 전기 모터(16)에 에너지를 공급하기 위한 전류 피드스루 어셈블리(14)로서,
    상기 전기 모터(16)의 하나 또는 다수의 모터 권선(19)이 각각 상기 모터 권선(19)의 단부 영역 섹션에서 전기 절연성 슬리브(17)를 관통하며, 이때 상기 모터 권선(19)은 상기 섹션에서 슬리브에 의해 기밀 방식으로 둘러싸여 있고, 그리고 각각의 슬리브(17)가 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 지지면을 가지며, 상기 지지면은 적어도 부분적으로 원추형으로 형성되고 그리고 상기 하우징(15)의 분리 벽(15a)을 관통하는 보어(18)에 일치하며, 상기 슬리브(17)는 보어(18)가 폐쇄되고, 그리고 슬리브(17)를 관통하는 모터 권선(19)이 상기 분리 벽(15a)을 관통하도록 상기 보어 내로 압입되어 있는, 전류 피드스루 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 권선(19)이 전기 절연성 슬리브 재료에 의해 슬리브(17) 형태로 인서트 몰딩 되거나 적합한 보어가 제공된 미리 제조된 슬리브(17) 내에 삽입 접착됨으로써 상기 전기 절연성 슬리브(17)가 상기 모터 권선(19)을 기밀 방식으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 전류 피드스루 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리브(17)가 적어도 부분적으로 절연성 슬리브 재료로서 듀로머(duromer)로 이루어진 것을 특징으로 하는, 전류 피드스루 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 모터 권선(19)에 직접 인서트 몰딩 될 수 있는 상기 슬리브(17)의 제 1의 내부 층(17a)이 연질 성분(17a), 바람직하게는 탄성 중합체(elastomer)로 이루어지고, 상기 내부 층은 경질 성분(17b), 바람직하게는 듀로머로 이루어진 제 2의 외부 층(17b) 자체에 의해 인서트 몰딩 되어 있는 것을 특징으로 하는, 전류 피드스루 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 권선(19)이 상기 슬리브(17)에 의해 둘러싸인 섹션에서 압축되어 있는 것을 특징으로, 전류 피드스루 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징(15) 외부에 위치하는 상기 모터 권선(19)들의 단부가 파워 전자 장치와 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는, 전류 피드스루 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 모터 권선들의 단부가 납땜 연결에 의해 인버터의 회로 기판(20)과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는, 전류 피드스루 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    내부로, 즉 벽(15a) 방향으로 향하는, 회로 기판(20)의 표면(20a)이 상기 슬리브(17)들의 외부 단부면에 인접하는 것을 특징으로 하는, 전류 피드스루 어셈블리.
  9. 외부로부터, 밀폐된 하우징 내부에 있는 전기 모터(16)에 에너지를 공급하기 위한 전류 피드스루 어셈블리(14)를 제조 및 조립하기 위한 방법으로서,
    a1) 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 슬리브(17)를 형성하면서, 각각 모터 권선(19)의 단부 바로 앞에 있는 섹션에서 슬리브 재료로 하나 또는 다수의 모터 권선을 인서트 몰딩 하는 단계 또는
    a2) 적합한 보어가 제공된 미리 제조된, 그리고 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 슬리브(17) 내로 개개의 모터 권선(19)의 단부 영역을 관통시키고, 그리고 상기 슬리브(17) 내로 상기 모터 권선의 밀폐 섹션을 삽입 접착하는 단계,
    b) 밀폐된 하우징(15)의 분리 벽(15a)을 관통하는 하나 또는 다수의, 그리고 마찬가지로 적어도 부분적으로 원추형으로 형성된 보어(18) 내로 하나 또는 다수의 슬리브(17)를 압입하는 단계를 포함하는, 전류 피드스루 어셈블리의 제조 및 조립 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    추가 방법 단계로서,
    c) 상기 하우징(15) 외부에 위치하는 개개의 모터 권선(19) 단부에서, 파워 전자 장치와 상기 하나 또는 다수의 모터 권선(19)의 전기적 직접 연결을 형성하는 단계를 포함하는, 전류 피드스루 어셈블리의 제조 및 조립 방법.
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