KR20230072023A - 가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조 - Google Patents

가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조 Download PDF

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KR20230072023A
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Abstract

본 발명은 가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조에 관한 것으로, 고정 도체 및 가동도체를 포함하는 가변형 진공 커패시터의 전극 위치를 결정하는 구조에 있어서, 상기 고정 도체의 저면에 고정되는 제 1 도체와, 상기 고정 도체의 저면 중앙에서 돌출되며, 중앙에 제 1 결합홈이 형성된 제 1 돌출부와, 상기 제 1 돌출부의 상기 결합 홈에 일부가 결합되며, 다른 일부는 하향으로 노출되는 세라믹 가이드와, 상기 가동도체의 상면에 고정되는 제 2 도체와, 상기 가동도체의 상면 중앙에서 돌출되며, 상기 세라믹 가이드의 하향 돌출된 부분이 삽입되는 제 2 결합홈을 포함할 수 있다.

Description

가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조{Spiral electrode positioning structure for variable type vacuum capacitor}
본 발명은 가변형 진공 커패시터의 나선형 전극의 위치 결정구조에 관한 것으로, 더 상세하게는 전극의 위치를 정확하게 결정할 수 있는 위치 결정구조에 관한 것이다.
진공 커패시터는 바람직하게는 진공 밀봉재(vacuum-tight enclosure)와 상기 진공 밀봉재 내의 전도성 표면(전극)의 커패시턴스 생성 어렌지먼트로 이루어진다. 내부 용적(volume)은 매우 낮은 압력(바람직하게는 10-6 mbar이하)으로 압력을 받고(pumped down), 상기 진공 밀봉재에 의하여 상기 장치의 전체 수명에 걸쳐 낮게 유지된다. 상기 진공은 전극들이 전기적으로 좋게 절연되도록 하고, 상기 장치의 유전성 손실(dielectric losse)을 대단히 적게 한다.
진공커패시터는 음극과 양극이 대전하는 면적을 가변하여 커패시터 용량을 가변할 수 있다. 이러한 진공커패시터를 용량 가변형 진공커패시터라 칭한다.
1. 한국출원특허 제10-2001-0012821호 (출원일 : 2001.03.13) 2. 한국출원특허 제10-2014-7021842호 (출원일 : 2012.02.03)
본 발명은 나선형의 전극을 사용하는 가변형 진공 커패시터의 조립시 나선형 전극을 정위치 시킬 수 있는 위치 결정구조를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조는, 고정 도체 및 가동도체를 포함하는 가변형 진공 커패시터에 있어서, 상기 가동도체의 하부 외측으로 돌출되는 가동 플랜지와, 상기 가동 플랜지의 상면에 하단이 고정되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈 하부측을 감싸는 캡과, 상기 캡의 상부측에서 상기 벨로우즈를 감싸도록 돌출되며, 상부 끝단이 안쪽으로 절곡되어, 절곡부분 저면에서 상기 벨로우즈의 상단이 밀착 고정되는 벨로우즈 외함을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 세라믹 가이드는 일부에 면취부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제 1 도체와 제 2 도체는 각각 단일 구조의 평면상 나선형 구조일 수 있다.
본 발명은 나선형 전극을 사용하는 가변형 진공 커패시터의 제 1 전극과 제 2 전극의 간격을 균일하게 배치하도록 가이드하여, 커패시터의 커패시턴스 및 그 변화을 안정화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조 단면도이다.
도 2는 나선형 전극의 오정렬 상태를 보인 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 나선형 전극의 정렬 상태 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 진공 커패시터의 단면 구성도이다.
도 1을 참조하면, 진공커패시터는 본체(10), 고정 도체(200) 및 가동 플랜지(300)를 포함할 수 있다.
본체(10)는 상하 양측이 개방된 중공형의 원통일 수 있다. 본체(10)는 절연성 재질(예를 들어, 세라믹)로 형성될 수 있다.
고정 도체(200)는 하부가 개방된 원통컵 모양으로 형성될 수 있다. 고정 도체(200)의 하면은 본체(10) 상면에 밀착되어 고정될 수 있다.
고정 도체(200)는 제 1 전극(212), 제 1 돌출부(213)를 포함할 수 있다.
복수의 제 1 전극(212)은 단일 구조의 나선형 모양인 것으로 한다.
제 1 돌출부(213)는 원통형 형상일 수 있다.
상기 제 1 돌출부(213)의 중앙에는 세라믹 가이드(220)가 결합되는 것으로 한다. 세라믹 가이드(220)의 형상 및 작용은 이후에 좀 더 상세히 설명한다.
가동 플랜지(300)는 상부가 개방된 원통컵 모양으로 형성될 수 있다. 가동 플랜지(300)의 상면은 본체(10) 하면에 밀착되어 고정될 수 있다. 가동 플랜지(300)의 중심 영역은 상하로 천공될 수 있다. 가동 플랜지(300)의 천공된 영역은 원형일 수 있다.
가동 도체(302)는 가동 플랜지(300)에 고정된 가동축 가이드(330)에 의해 가이드되어 상하로 변위 될 수 있다.
상기 가동축 가이드(330)는 벨로우즈(307)의 내부에 위치하는 것으로 한다.
캡(303)은 가동 플랜지(300)의 천공된 중심 영역을 밀봉할 수 있다. 캡(303)은 내측 공간에 가동 도체(302)의 하부를 수용할 수 있는 공간을 가질 수 있다. 가동 도체(302)는 캡(303) 내부에서 자유로이 상하로 기 설정된 구간 만큼 이동할 수 있다.
샤프트(304)는 캡(303)의 하부를 관통하여 설치될 수 있다. 샤프트(304)는 캡(303) 내부에 구비된 베어링(305)의 가이드를 받으면 상하로 이동할 수 있다. 샤프트(304)는 구동 수단(미도시)과 연결되어 구동 수단의 구동력에 의해 상하로 이동할 수 있다. 샤프트(304)의 상부는 가동 도체(302) 내측에 고정될 수 있다. 이에 의해, 샤프트(304)와 함께 가동 도체(302)가 상하로 이동할 수 있다.
가동 전극판(306)은 가동 도체(302) 상단에 구비될 수 있다. 가동 전극판(306)은 가동 도체(302) 상단에서 가동 도체(302) 외주면 외측으로 연장되는 원판 모양으로 형성될 수 있다.
가동 전극판(306)의 상부 중앙에는 상향 돌출된 제 2 돌출부(308)가 위치한다.
복수의 제 2 전극(312)은 가동 전극판(306)의 상부에 고정될 수 있다.
복수의 제 2 전극(312)은 원통 모양일 수 있다. 복수의 제 2 전극(312)의 반경은 서로 다를 수 있다. 복수의 제 2 전극(312)은 측방향으로 가면서 측면이 상호 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 상기 제 2 전극(312)은 나선형 구조인 것으로 하되, 상향 이동시 제 1 전극(212)의 사이에 삽입 배치되는 것으로 할 수 있다.
이때 세라믹 가이드(220)는 상단이 제 1 돌출부(213)에 형성된 삽입홈에 삽입되어 고정되며, 제 2 돌출부(308)의 중앙에는 오목한 삽입홈(309)이 형성되어 세라믹 가이드(220)가 삽입 및 정렬될 수 있는 구조를 제공한다.
이와 같은 구조에서, 제 2 전극(312)을 상하로 이동시키면서, 제 1 전극(212)과 제 2 전극(312)이 대향하는 면적을 조정하여, 진공 커패시터의 커패시턴스를 가변할 수 있다.
특히 삽입홈(309)에 세라믹 가이드(220)의 하부 끝단이 삽입되면서, 제 1 전극(212)과 제 2 전극(312)의 오정렬을 방지할 수 있다.
도 2는 세라믹 가이드(220) 및 삽입홈(309)이 없을 때의 제 1 전극(212)과 제 2 전극(312)의 오정렬 상태를 도시한 도면으로, 제 1 전극(212)과 제 2 전극(312)의 사이 간격이 위치에 따라 서로 다른 것을 알 수 있다.
본 발명은 세라믹 가이드(220)를 사용하여 제 1 전극(212)과 제 2 전극(312)의 오정렬 및 회전을 방지한다.
세라믹 가이드(220)는 적어도 일부에 면취부가 형성되며, 조립시 나선형 전극들의 방향을 맞춰 결합되도록 할 수 있다.
따라서 회전이 방지되며, 모든 영역에서 제 1 전극(212)과 제 2 전극(312)의 간격이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 3에는 일정한 간격으로 정렬된 제 1 전극(212)과 제 2 전극(312)의 배치 상태를 나타낸다.
벨로우즈(307)는 상하가 개방된 주름관 형태이며, 벨로우즈(307)의 상단은 가동 전극판(306)에 밀착 고정되고, 하단은 가동 플랜지(300)에 밀착 고정된다.
또한, 벨로우즈(307)는 내측에 가동 도체(302) 및 가동축 가이드(330)를 수용할 수 있다.
이처럼 본 발명은 고정 도체(200)에 고정되는 세라믹 가이드(220)를 이용하여 제 2 전극을 고정하는 가동 전극판(306)의 중앙에서 돌출되는 제 2 돌출부에 형성된 삽입홈을 이용하여 제 1 전극(212)과 제 2 전극(312)이 정렬될 수 있도록 함으로써, 커패시턴스의 변화를 안정화하고 더욱 신뢰성 높은 커패시터를 제공할 수 있다.
10 : 본체
200 : 고정 도체
212 : 제 1 전극
213 : 제 1 돌출부
220 : 세라믹 가이드
300 : 가동 플랜지
302 : 가동 도체
303 : 캡
304 : 샤프트
305 : 베어링
306 : 가동 전극판
307 : 벨로우즈
308 : 제 2 돌출부
309 : 삽입홈
312 : 제 2 전극
330 : 가동축 가이드

Claims (3)

  1. 고정 도체 및 가동도체를 포함하는 가변형 진공 커패시터의 전극 위치를 결정하는 구조에 있어서,
    상기 고정 도체의 저면에 고정되는 제 1 도체;
    상기 고정 도체의 저면 중앙에서 돌출되며, 중앙에 제 1 결합홈이 형성된 제 1 돌출부;
    상기 제 1 결합홈에 일부가 결합되며, 다른 일부는 하향으로 노출되는 세라믹 가이드;
    상기 가동도체의 상면에 고정되는 제 2 도체;
    상기 가동도체의 상면 중앙에서 돌출되며, 상기 세라믹 가이드의 하향 돌출된 부분이 삽입되는 제 2 결합홈을 포함하는 가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 가이드는 일부에 면취부를 포함하는 가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도체와 제 2 도체는 각각 단일 구조의 평면상 나선형 구조인 것을 특징으로 하는 가변형 진공 커패시터의 나선형 전극 위치 결정구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010012821A (ko) 1997-05-23 2001-02-26 클래스 빌헬름슨 부데소니드의 미분 결정질 입자를 함유하는 조성물

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