KR20230098320A - 피드스루 및 씰링 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 모터 또는 다른 전기 장치의 하우징 벽(14a; 14a')을 관통하여 공급되는 전기 연결의 피드스루 및 씰링 장치(13; 13')에 관한 것으로, 피드스루 및 씰링 장치(13; 13')은 전기 모터의 하우징 벽을 통해 공급된다.
Description
본 발명은 전기 모터 또는 다른 전기 장치의 하우징 벽을 관통하여 공급되는 전기 연결의 피드스루 및 씰링 장치에 관한 것이다.
차량 공조용 전기 컴프레서는 피드스루 및 씰링 장치의 주요 적용 분야이다. 차량 에어컨용 컴프레서에는 주로 기체 냉매와 오일로 채워진 기계 부품이 있으며, 이를 3/4펌프라고도 한다. 이 부품은 전자 부품(소위 인버터)에 대해 밀폐되어 있어야 냉매 및/또는 오일의 유체 유입으로 인한 인쇄 회로 기판의 전기 부품 손상을 방지할 수 있다. 액체가 전기 부품과 접촉하면 합선이 발생할 수 있다는 점을 고려해야 한다. 그러나 무엇보다도 냉매 손실을 방지하는 것이 중요하다. 에어컨 시스템에는 채울 서비스 수명이 있다. 냉매 손실은 시스템 고장을 초래할 수 있으며, 환경적인 이유만으로도 용납될 수 없다.
냉매 컴프레서 하우징의 하우징 벽을 통해 단자 핀의 전기 공급을 위한 표준으로 유리-금속 씰이 주로 사용된다. 금속 비드 씰 또는 탄성중합체 씰을 사용하여 컴프레서 및/또는 모터 하우징에 밀봉된다. 플라스틱 슬리브 또는 탄성중합체 씰은 냉매에 대한 전기 연결을 전기적으로 절연하는 데 사용된다. 컴프레서에서 개방된 금속 표면은 내부 절연 저항을 높게 유지하기 위해 탄성중합체 또는 플라스틱 슬리브로 덮여 있다.
컴프레서의 하우징 벽을 관통하여 공급되는 전기 연결의 해당 피드스루 및 씰링 장치는 전기 전도성 재료로 만들어진 적어도 하나의 단자 핀을 포함하며, 이 단자 핀은 금속 플레이트를 통해 공급되며, 이 금속 플레이트는 E-핀 플레이트 및/또는 단자 핀 플레이트라고도 한다. 금속 플레이트의 영역과 금속 플레이트 위와 아래의 인접한 영역에서 단자 핀은 유리 절연체로 둘러싸여 있어 앞서 언급한 유리-금속 씰을 구현한다. 이러한 유리-금속 씰은 금속 비드 씰 또는 탄성중합체 코드 씰로 설계된 플레이트 씰을 통해 컴프레서 및/또는 모터 하우징에 밀폐된다. 컴프레서의 단자 핀의 개방된 금속 표면은 원통형 플라스틱 슬리브 형태로 설계되어 냉매에 대한 전기 절연 역할을 하는 단자 핀 커버로 덮여 있다.
이러한 피드스루 및 씰링 장치에서 견고성을 보장하기 위해서는 씰링 비드 또는 씰링 코드의 직선적 및/또는 균일한 압축이 모터 하우징의 깨끗한 지지 표면만큼이나 필요하며, 이는 이러한 지지 표면에 불순물이 없어야 우수한 씰링을 보장할 수 있기 때문이다.
단자 핀 플레이트를 밀봉하고 단자 핀을 덮는데 두 개 이상의 부품이 필요하기 때문에 상대적으로 복잡성이 높다는 단점이 있다. 여기에는 높은 수준의 조립 작업이 필요하다. 또한 이로 인해 비 씰링 영역이 형성될 수 있다. 또한 다양한 구성 부품들의 팽창 계수가 다르기 때문에 온도 부하의 변화로 인해 내열성 테스트에서 기술적 동작이 달라진다. 따라서 전기 피드스루용 금속 플레이트는 일반적으로 강철로 만들어진다. 금속 핀 커버의 재료는 일반적으로 플라스틱 또는 탄성중합체이다. 이와 달리 컴프레서의 모터 하우징은 대부분 알루미늄으로 제작된다. 특히 최고 온도가 125°C이고 최저 온도가 -40°C인 일부 테스트 사이클에서 온도 변화에 따른 씰의 팽창과 수축은 전기 피드스루의 전체 조립에 스트레스를 주어 고정 나사의 잔류 토크를 감소시켜 고정 나사가 분실될 수 있으며, 최악의 경우 전기 피드스루 영역에서 냉매 누출을 초래할 수도 있다.
본 발명의 목적은 피드스루 및 씰링 장치 내의 구성 부품 수를 줄이고, 조립을 단순화하며, 냉매 및 오일과 같은 유체에 대해 전기 절연을 더 안전하게 만드는 것이다.
이 목적은 특허 청구항 1의 특징을 구비하는 피드스루 및 씰링 장치에 의해 달성된다. 종속 청구항에 몇 가지 바람직한 실시예 및 추가 개선 사항이 기재되어 있다.
본 발명에 따른 전기 모터 또는 다른 전기 장치의 하우징 벽을 관통하여 공급되는 전기 연결의 피드스루 및 씰링 장치는 다음과 같이 구성된다.
전기 전도성 재료로 만들어진 단자 핀이 피드스루 개구부를 통해 공급되고, 피드스루 개구부를 통해 연장되고, 피드스루 개구부의 영역에서 단자 핀을 둘러싸는 유리 절연체에 의해 금속 플레이트로부터 전기적으로 절연되는 적어도 하나의 피드스루 개구부를 구비하는 금속 플레이트 형태의 단자 핀 플레이트, 하우징 벽의 금속 플레이트를 위한 플레이트 지지면, 금속 플레이트용 플레이트 지지면으로 둘러싸인 하우징 벽의 씰링 표면, 하우징 벽을 통해 적어도 하나의 단자 핀을 통과 공급(feed-through)하기 위해 씰링표면으로 둘러싸인 적어도 하나의 피드스루 개구부, 금속 플레이트와 씰링 표면 사이 하우징 상에 배치된 평평한 플레이트 씰링 영역과 평평한 플레이트 씰링 영역으로 둘러싸인 정면 개구부를 구비하는 원통형 플라스틱 또는 탄성중합체 슬리브 형태로 설계된 적어도 하나의 단자 핀 커버가 서로 연결되고, 적어도 하나의 단자 핀 커버는 하우징 벽을 통해 단자 핀을 통과 공급(feed-through)할 때 하우징 벽의 적어도 하나의 피드스루 개구부에 삽입되는 결합 씰링부이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 두 가지 씰링 기능, 즉 단자 핀 플레이트의 씰링과 적어도 하나의 단자 핀의 커버링이 하나의 구성요소, 즉 결합 씰링부에 의해 구현된다는 점에서 달성된다. 즉, 씰링부는 E-핀 플레이트 씰링과 E-핀 커버의 기능을 결합한다.
이에 따라 복잡성이 감소하면 비용도 절감된다. 또한 복잡성이 감소하면 조립 작업과 관련된 상당한 비용도 절감할 수 있다. 또한 연면 경로(creepage path), 절연 저항, 청결성 및 유리 단열재에 먼지, 입자 및 오일의 침착 방지와 관련된 요구 사항도 충족할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 피드스루 및 씰링 장치는 3개의 단자 핀을 구비하며, 이러한 단자 핀에 대해 금속 벽에 3개의 피드스루 개구부, 하우징 벽에 3개의 피드스루 개구부 및 3개의 단자 핀 커버를 구비하는 결합 씰링부를 구비한다. 후자는 3상 커넥터의 씰도 단자 핀 커버와 금속 플레이트 씰을 서로 연결하는 결합 씰링부로 설계할 수 있다는 의미이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 평평한 플레이트 씰링 영역의 외부 가장자리는 타원형이다. 이 경우, 하우징의 금속 플레이트 지지면이 피드스루 개구부를 둘러싸는 영역에서 평평한 플레이트 씰링 영역의 타원형에 대응하는 타원형 홈을 구비하며 결합 씰링부의 평평한 플레이트 씰링 영역의 지지면을 형성하는 것이 바람직하다.
원주형 씰링 코드는 평평한 플레이트 씰링 영역의 외부 가장자리에 추가로 설계되는 것이 바람직하다. 전술한 실시예에 따라, 원주형 씰링 코드로서 평평한 플레이트 씰링 영역을 둘러싸는 타원형 씰링 링의 형태가 바람직하다.
E-핀 플레이트 씰과 E-핀 커버로 구성된 결합 씰링부는 단일 재료 구성요소와 연질 구성요소와 경질 구성요소로 구성된 이중 재료 구성요소로 모두 구현할 수 있다. 이 변형은 특히 소위 컨실러라고 불리는, 즉 모터 또는 전기 장치의 전기 인터페이스 위로 밀어 넣을 수 있도록 고안된 원통형 단자 핀 커버의 일부에 충분한 안정성을 부여해야 할 때 제공되어 컨실러가 접히지 않고 전기 인터페이스 (모터 인터페이스) 위로 밀릴 수 있도록 한다. 유리 섬유가 보강된 폴리아미드는 특히 경질 구성요소의 소재로 적합하다. 특히 에틸렌 프로필렌 디엔(monomer) 고무(EPDM)와 같은 탄성중합체는 연질 구성요소의 재료로 유리한 것으로 입증되었다. 경질 부품과 연질 구성요소는 본딩 연결로 서로 연결할 수 있다. 따라서 경질 및 연질 구성요소는 예를 들어 접착 결합 또는 가황(vulcanization)을 통해 서로 접착 결합될 수 있다.
컨실러가 접힐 위험이 없는 경우, 단자 핀 플레이트 씰과 단자 핀 커버로 구성된 결합 씰링부는 예를 들어 탄성중합체로만 구성된 단일 재료 구성요소로 구현될 수도 있다. 본 발명에 따른 피드스루 및 씰링 장치는 길고 좁을 수 있는 단자 핀 플레이트의 단순화된 형태를 가능하게 한다. 컴프레서의 내부 압력에 의한 단자 핀 플레이트의 처짐은 탄성중합체 씰로 보정할 수 있다. 일반적으로 단자 핀 플레이트의 긴 쪽 반대쪽 끝 부분에 각각 2개의 나사로 하우징에 고정하는 것으로 충분하다.
본 발명의 실시예의 상세한 내용, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면에서,
도 1은 종래 기술인 전기 모터 또는 다른 전기 장치의 하우징 벽을 관통하여 공급되는 전기 연결의 피드스루 및 씰링 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 기술로, 하우징 벽을 관통하여 공급되는 전기 연결을 위한 금속 비드 씰 및 피드스루 개구부가 보이는 모터 하우징의 영역을 나타낸 것이다.
도 3a는 종래 기술인 3상 커넥터의 피드스루 및 씰링 장치의 단면도이다.
도 3b는 종래 기술인 3상 커넥터의 단자 핀 중 하나 영역에서 피드스루 및 씰링 장치의 단면도를 상세하게 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 피드스루 및 씰링 장치의 다양한 구성요소를 나타낸 것이다.
도 4a는 통합 단자 핀 플레이트의 평면도이다.
도 4b는 단자 핀 플레이트와 단자 핀 플레이트를 설치하기 전에 하우징에 배치된 결합 씰링부를 도시한 투시도이다.
도 4c는 씰런트 부품이 하우징에 배치 및/또는 설치되기 전에 하우징의 지지면과 단일 재료 부품의 결합 씰링부를 도시한 투시도이다.
도 4d는 하우징에 배치되거나 삽입된 결합된 밀봉 부품의 평면도이다.
도 5a는 씰링 부품이 하우징에 배치 및/또는 설치되기 전의 씰링 대상 엔진의 하우징 영역과 단일 재료 구성의 결합 씰링부를 보여주는 투시도이다.
도 5b는 결합 씰링부의 상세한 부분 단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 피드스루 및 씰링 장치의 다양한 구성요소를 나타낸 것이다.
도 6a는 통합 단자 핀 플레이트의 평면도이다.
도 6b는 단자 핀 플레이트와 단자 핀 플레이트를 설치하기 전에 하우징에 배치된 결합 씰링부 도시한 투시도이다.
도 6c는 씰런트 부품이 하우징에 배치 및/또는 설치되기 전에 하우징의 지지면과 이중 재료 구성요소로서의 결합 씰링부의 투시도이다.
도 6d는 하우징에 배치 및/또는 삽입된 결합 씰링부의 평면도이다.
도 7a는 이중 재료 구성요소로서의 결합 씰링부의 일부 단면도 및 씰링 부품을 삽입하기 전 하우징 벽의 해당 피드스루 개구부를 나타낸 도면이다.
도 7b는 결합 씰링부의 상세한 부분 단면도이다.
도 8는 단일 단자 핀의 영역에서 피드스루 및 씰링 장치의 일부에 대한 상세한 단면도이다.
도 9는 피드스루 및 씰링 장치가 설치된 컴프레서 내 영역의 단면도이다.
도 1은 종래 기술인 전기 모터 또는 다른 전기 장치의 하우징 벽을 관통하여 공급되는 전기 연결의 피드스루 및 씰링 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 기술로, 하우징 벽을 관통하여 공급되는 전기 연결을 위한 금속 비드 씰 및 피드스루 개구부가 보이는 모터 하우징의 영역을 나타낸 것이다.
도 3a는 종래 기술인 3상 커넥터의 피드스루 및 씰링 장치의 단면도이다.
도 3b는 종래 기술인 3상 커넥터의 단자 핀 중 하나 영역에서 피드스루 및 씰링 장치의 단면도를 상세하게 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 피드스루 및 씰링 장치의 다양한 구성요소를 나타낸 것이다.
도 4a는 통합 단자 핀 플레이트의 평면도이다.
도 4b는 단자 핀 플레이트와 단자 핀 플레이트를 설치하기 전에 하우징에 배치된 결합 씰링부를 도시한 투시도이다.
도 4c는 씰런트 부품이 하우징에 배치 및/또는 설치되기 전에 하우징의 지지면과 단일 재료 부품의 결합 씰링부를 도시한 투시도이다.
도 4d는 하우징에 배치되거나 삽입된 결합된 밀봉 부품의 평면도이다.
도 5a는 씰링 부품이 하우징에 배치 및/또는 설치되기 전의 씰링 대상 엔진의 하우징 영역과 단일 재료 구성의 결합 씰링부를 보여주는 투시도이다.
도 5b는 결합 씰링부의 상세한 부분 단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 피드스루 및 씰링 장치의 다양한 구성요소를 나타낸 것이다.
도 6a는 통합 단자 핀 플레이트의 평면도이다.
도 6b는 단자 핀 플레이트와 단자 핀 플레이트를 설치하기 전에 하우징에 배치된 결합 씰링부 도시한 투시도이다.
도 6c는 씰런트 부품이 하우징에 배치 및/또는 설치되기 전에 하우징의 지지면과 이중 재료 구성요소로서의 결합 씰링부의 투시도이다.
도 6d는 하우징에 배치 및/또는 삽입된 결합 씰링부의 평면도이다.
도 7a는 이중 재료 구성요소로서의 결합 씰링부의 일부 단면도 및 씰링 부품을 삽입하기 전 하우징 벽의 해당 피드스루 개구부를 나타낸 도면이다.
도 7b는 결합 씰링부의 상세한 부분 단면도이다.
도 8는 단일 단자 핀의 영역에서 피드스루 및 씰링 장치의 일부에 대한 상세한 단면도이다.
도 9는 피드스루 및 씰링 장치가 설치된 컴프레서 내 영역의 단면도이다.
냉매용 컴프레서에는 주로 기체 냉매와 오일로 채워진 기계 부품이 있으며 3/4펌프라고도 한다. 이 부품은 냉매 및/또는 오일로 인한 인쇄 회로 기판의 전자 부품 손상을 방지하기 위해 이러한 작동 매체가 없는 상태로 유지되어야 하는 전자 부품(인버터)과 밀폐되어야 한다.
유리-금속 씰은 대부분 전기 피드스루의 표준으로 사용된다. 이는 금속 비드 씰 또는 탄성중합체 씰을 사용하여 컴프레서 하우징에 밀봉된다. 플라스틱 슬리브 또는 탄성중합체 씰은 냉매에 대한 전기 절연 역할을 한다. 탄성중합체 또는 플라스틱 슬리브는 컴프레서의 개방된 금속 표면을 덮는다.
도 1은 종래 기술에 알려진 바와 같이, 컴프레서의 하우징 벽을 관통하여 공급되는 전기 연결의 피드스루 및 씰링 장치(1)을 보여준다. 이는 금속 플레이트(3)를 통해 공급되는 전기 전도성 재료로 만들어진 단자 핀(2)으로 구성된다. 이는 금속 플레이트(3)의 영역과 금속 플레이트(3) 위와 아래의 인접 영역에 유리 절연체(4)로 둘러싸여 있다. 냉매와 오일로 채워진 컴프레서의 기계적 부분과 전자 부품에 대한 주요 씰링 기능은 하프 비드(half-bead) 모양의 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)로 코팅된 금속 씰(이하, 플레이트 씰(5))에 의해 보장되고, 이는 피드스루 단자 핀(2)이 있는 금속 플레이트(3)와 컴프레서 하우징(6)의 플레이트 지지면 사이에 위치한다.
금속 플레이트 및/또는 단자 핀 플레이트와 단자 핀 커버를 밀봉하는 데 두 가지 부품이 필요하기 때문에 상대적으로 복잡성이 높다는 단점이 있다. 여기에는 높은 수준의 조립 작업이 필요하다. 또한, 이로 인해 비 씰링 영역(8)이 형성될 수 있다.
도 2는 컴프레서 하우징(6)의 영역을 내부 원주 하프 비드(half-bead)(9)를 구비하는 금속 비드 씰로 제공되는 플레이트 씰(5)의 관점에서, 그리고 컴프레서 하우징(6)의 벽(6a)에 있는 3개의 피드스루 개구부(10)의 관점에서, 마찬가지로 종래 기술에서 알려진 바와 같이 3상 커넥터의 전기 연결이 유도되는 것을 나타낸다. 세 개의 피드스루 개구부(10)는 모두 컴프레서 하우징(6)의 벽(6a)에 있는 타원형 홈(11) 내에 위치한다. 또한, 금속 플레이트(도시되지 않음)을 컴프레서 하우징(6)에 고정하기 위한 타원형 홈(11) 외부의 컴프레서 하우징(6)의 벽(6a)에는 나사 또는 볼트(도 2에 도시되지 않음)를 고정하기 위한 총 4개의 고정 구멍(12)이 설계되어 있다.
도 3a는 조립된 상태에서 종래 기술에 따른 해당 3상 커넥터의 피드스루 및 씰링 장치(1)의 단면을 도시한 것이다. 이러한 피드스루 및 씰링 장치(1)은 전기 전도성 재료로 만들어진 3개의 단자 핀(2)으로 구성되며, 이 단자 핀은 금속 플레이트(3)를 통과한다. 유리 절연체(4)는 금속 플레이트(3)의 영역과 금속 플레이트(3) 위와 아래의 인접 영역에 있는 각각의 단자 핀(2)을 둘러싸고 있다. 전자 부품에 대한 컴프레서의 기계 부품의 주요 씰링 기능은 단자 핀이 삽입되는 금속 플레이트(3)와 컴프레서 하우징(6)의 벽이면(6a)에 있는 플레이트 지지면 사이에 위치하는 하프 비드 모양의 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR)로 코팅된 금속 씰(이하, 플레이트 씰(5)이라 함)에 의해 보장된다. 여기서 플레이트 씰(5)은 원주형 하프 비드(9)로 설계되었다. 도 3b는 도 3a에 도시된 3개의 단자 핀(2) 중 하나의 영역에서 금속 플레이트(3)를 통한 피드스루 영역에서 유리 절연체(4)로 둘러싸인 3상 커넥터의 피드스루 및 씰링 장치의 단면도를 상세히 도시한 것이다. 금속 플레이트(3)를 통과하는 피드스루 영역은 타원형 홈(11) 내에 위치한다. 도 3b는 또한 단자 핀(2)에 의해 연결된 금속 플레이트(3)와 컴프레서 하우징(6) 벽(6a)의 플레이트 지지면 사이에 위치하는 플레이트 씰(5)의 원주 방향 하프 비드(9)를 보다 상세하게 볼 수 있게 해준다.
이미 언급했듯이, 종래 기술에 따르면, 건조하게 유지되어야 하는 전자 부품(인버터)의 보호에 대한 액체 냉매와 오일로 채워진 컴프레서 기계 부품의 주요 씰링 기능은 모터의 단자 핀 플레이트(3)와 플레이트 지지면(6) 사이에 배치되는 하프 비드 모양의 NBR 코팅 금속 씰을 통해 이루어진다. 씰링 비드인 하프 비드(9)는 단자 핀 플레이트(3)를 고정함으로써 고정 나사 또는 볼트에 의해 눌려져 기계 부품과 전자 부품을 단단히 연결한다.
앞서 언급한 단점 외에도 다양한 구성 부품들은 서로 다른 팽창 계수를 가지므로 온도 부하에 따라 온도 안정성 테스트에서 서로 다른 기술적 동작을 초래한다. 따라서, 일반적으로 전기 피드스루용 금속 플레이트는 강철로 만들어진다. 금속 핀 커버의 재질은 일반적으로 플라스틱 또는 탄성중합체이다. 반면 컴프레서의 모터 하우징은 알루미늄으로 제작된다. 특히, 온도 변화 시 씰의 팽창과 수축(최고 온도가 125°C, 최저 온도가 -40°C인 일부 테스트 사이클에서는)은 전기 피드스루의 전체 조립에 스트레스를 주어 고정 나사의 잔류 토크가 감소하고, 이로 인해 고정 나사가 손실되어 최악의 경우 전기 피드스루 영역에서 누출이 발생할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 3상 커넥터에 대한 본 발명에 따른 피드스루 및 씰링 장치(13)의 다양한 구성요소를 나타낸다. 이 경우, 도 4a는 모터의 하우징(14)에 배치되고 3개의 단자 핀(2)이 일렬로 배열되고 각각 단자 핀 플레이트(15) 및/또는 금속 플레이트(15)를 통과하는 피드스루 영역에 유리 절연체(4)로 둘러싸인 단자 핀 플레이트(15)의 평면도를 도시한 것이다. 단자 핀 플레이트(15)는 사다리꼴 모양이며 하우징(14)에 고정하기 위한 4개의 고정 구멍(16)이 있다. 도 4b는 단자 핀(2)이 고정되고 유리 절연체(4)가 제공되는 단자 핀 플레이트(15)와 단자 핀 플레이트(15)를 설치하기 전에 모터의 하우징(14)에 결합 씰링부(17)가 배치된 사시도를 도시한 도면이다.
도 4c는 3개의 피드스루 개구부(19)를 구비하는 하우징(14)의 플레이트 지지면(18)의 사시도 및 결합 씰링부(17)를 하우징(14) 상에 및/또는 하우징(14) 내에 배치 및/또는 설치하기 전에 단일 재료 구성요소의 형태로 구현되는 결합 씰링부(17)를 사시도로 도시한 사시도를 포함한다. 3개의 피드스루 개구부(19)는 플레이트 지지면(18)으로 둘러싸인 컴프레서 하우징(14)의 벽(14a)에 있는 타원형 홈(20) 내에 위치한다. 결합 씰링부(17)에서는, 금속 플레이트(도 4a 참조)와 하우징(14)의 홈(20) 내의 밀봉 지지면 및/또는 씰링 표면(21) 사이에 배치되도록 제공되는 평평한 플레이트 씰링 영역(17a)과, 평평한 플레이트 씰링 영역(17a)으로 둘러싸인 정면 개구부를 구비하는 원통형 플라스틱 슬리브의 형태로 각각 설계되는 3개의 단자 핀 커버(17b)가 서로 연결된다. 여기서, 단자 핀 커버(17b)는 하우징 벽(14a)을 통해 단자 핀 플레이트의 3개의 단자 핀을 통과 공급(feed-through)할 때 하우징 벽(14a)의 3개의 피드스루 개구부(19)에 삽입될 수 있도록 제공된다. 결합 씰링부(17)는 평평한 플레이트 씰링 영역(17a)의 외측 가장자리에 추가적인 타원형 씰링 링(17c)을 구비하며, 이는 원주형 밀봉 코드로서 평평한 플레이트 씰링 영역(17a)을 둘러싸고 있다. 마지막으로, 도 4는 하우징(14)의 벽(14a)에 배치 또는 하우징(14)에 삽입된 결합 씰링부(17)와 단자 핀 플레이트의 4개의 고정 구멍에 대응하는 4개의 고정 구멍(22)을 구비하는 플레이트 지지면(18)의 평면도를 도시한다(도 4a 참조).
도 4c와 유사하게, 도 5a는 씰링부(17)를 하우징(14)에 배치 및/또는 설치하기 전에 전자 부품(인버터)에 대해 밀봉될 모터의 하우징(14) 영역과 단일 재료 부품으로 설계된 3상 커넥터용 결합 씰링부(17)의 사시도를 도시한 투시도이다. 3개의 피드스루 개구부(19)는 타원형 홈(20) 내에 위치하며, 이 홈은 플레이트 지지면(18)으로 둘러싸여 있다. 결합 씰링부(17)에서는, 금속 플레이트(도 4a 참조)와 하우징(14)의 홈(20) 내의 씰링 지지면 및/또는 씰링 표면(21) 사이에 배치되도록 제공되는 평평한 플레이트 씰링 영역(17a)과, 평평한 플레이트 씰링 영역(17a)으로 둘러싸인 정면 개구부를 구비하는 원통형 플라스틱 슬리브 형태로 각각 설계되는 3개의 단자 핀 커버(17b)가 서로 연결된다. 여기서, 단자 핀 커버(17b)는 하우징 벽(14a)을 통해 단자 핀 플레이트의 3개의 단자 핀을 통과 공급(feed-through)할 때 하우징 벽(14a)의 3개의 피드스루 개구부(19)에 삽입되도록 제공된다. 결합 씰링부(17)는 평평한 플레이트 씰링 영역(17a)의 외측 가장자리에 추가적인 타원형 씰링 링(17c)을 구비하며, 이는 원주형 씰링 코드로서 평평한 플레이트 씰링 영역(17a)을 둘러싸고 있다.
도 5b는 결합 씰링부(17)의 보다 상세한 부분 단면을 도시한 것으로, 모든 영역, 즉 플레이트 씰링 영역(17a)과 타원형 씰링 링(17c)이 위치한 상부 영역 및 3개의 원통형 및/또는 중공 원통형 단자 핀 커버(17b)가 동일한 탄성중합체 성분으로 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 결합 씰링부(17)를 나타낸다. 각각의 원통형 단자 핀 커버(17b)에는, 플레이트 씰링 영역(17a)으로부터 멀리 떨어진 실린더 재킷의 하단에 있는 영역에서 실린더 재킷의 돌출된 두께로서 실린더 재킷의 원주 주위로 연장되는 2개의 비딩(beading)(17d)이 서로 상부에 배열되어 형성된다.
도 6a 내지 도 6d는 또 다른 실시예에 따른 3상 커넥터를 위한 피드스루 및 씰링 장치(13')의 다양한 구성요소를 나타낸다. 이 경우, 도 6a는 모터의 하우징(14') 상에 배치되고 3개의 단자 핀(2)이 일렬로 배열되고 각각 단자 핀 플레이트(15') 및/또는 금속 플레이트(15')를 통과하는 피드스루 영역에 유리 절연체(4)로 둘러싸인 단자 핀 플레이트(15')의 평면도를 도시한 것이다. 도 6a는 단자 핀 플레이트(15')의 단순화된 형태를 도시한 것으로, 길쭉한 타원형 외부 윤곽을 구비하며, 하우징(14')의 고정 구멍에 대응하는 단자 핀 플레이트(15')를 고정하기 위해 단자 핀 플레이트(15')의 긴 측면의 반대쪽 끝 영역에 2개의 고정 요소(23)를 구비한다. 일반적으로, 단자 핀 플레이트(15')를 플레이트 지지면에 고정하는 데는 2개의 나사로 충분하다.
도 6b는 단자 핀 플레이트(15')가 고정되고 유리 절연체(4)가 제공된 단자 핀 플레이트(15')와 단자 핀 플레이트(15')를 플레이트 지지면(18')에 배치하기 전, 모터의 하우징(14')에 결합 씰링부(17')가 배치된 사시도를 도시한 것이다(도 6a 참조).
도 6c는 3개의 피드스루 개구부(19')를 구비하는 하우징(14')의 플레이트 지지면(18')을 도시한 투시도 및 결합 씰링부(17')를 하우징(14')상에 및/또는 하우징(14') 내에 배치 및/또는 설치하기 전에 이중 재료 구성요소로 구현되는 결합 씰링부(17')를 포함하여 도시한 투시도이다. 3개의 피드스루 개구부(19')는 플레이트 지지면(18')으로 둘러싸인 컴프레서 하우징(14') 벽(14a')의 타원형 홈(20') 내에 위치한다. 결합 씰링부(17')에는, 하우징(14')의 홈(20') 내의 금속 플레이트(15')와 밀봉 지지면 및/또는 씰링 표면(21') 사이에 배치되도록 제공되는 평평한 플레이트 씰링 영역(17a')과, 평평한 플레이트 씰링 영역(17a')으로 둘러싸인 정면 개구부를 구비하는 원통형 플라스틱 슬리브 형태로 각각 설계되는 3개의 단자 핀 커버(17b')가 서로 연결된다. 여기서, 단자 핀 커버(17b')는 하우징 벽(14a')을 통해 단자 핀 플레이트의 3개의 단자 핀을 통과 공급(feed-through)할 때 하우징 벽(14a')의 3개의 피드스루 개구부(19')에 삽입될 수 있도록 제공된다. 결합씰링부(17')는 평평한 플레이트 씰링 영역(17a')의 외측 가장자리에 추가적인 타원형 씰링 링(17c')을 구비하며, 이는 원주형 씰링 코드로서 평평한 플레이트 씰링 영역(17a')을 둘러싸고 있다.
마지막으로, 도 6d는 하우징(14) 벽(14a') 및/또는 하우징(14) 내에 삽입된 벽(14a')에 배치된 결합 씰링부(17')와 단자 핀 플레이트의 2개의 고정 요소(23)에 대응하는 2개의 고정 구멍(22')이 있는 플레이트 지지면(18')의 평면도를 도시한다(도 6a 참조).
도 7a는 상부 영역에 타원형 씰링 링(17c')을 구비하는 결합 씰링부(17')를 삽입하기 전, 이중 재료 구성요소로 이루어진 결합 씰링부(17')와 각 대응되는 하우징 벽(14a')의 피드스루 개구부(19')를 표현한 부분 단면도이다. 해당 피드스루 개구부(19')는 씰링 표면(21')으로 둘러싸여 있다. 도 7b는 결합 씰링부(17')의 보다 상세한 부분 단면도를 보여준다. 평평한 플레이트 씰링 영역(17a')과 타원형 씰링 링(17c')이 위치한 상부 영역은 탄성중합체 재료로 형성되고, 단자 핀 커버(17b')는 경질 구성요소로 형성된다.
도 8은 개별 단자 핀(2)의 영역에서 피드스루 및 씰링 장치(13')의 일부와 실시예에서의 이중 재료 구성요소로서 결합 씰링부(17')의 상세한 단면도를 나타낸다. 여기서, 피드스루 개구부의 영역에서 단자 핀을 둘러싸는 유리 절연체(4)는 씰링 영역(25)에서 결합 씰링부(17')의 탄성체 부분과 접촉한다. 단자 핀 커버(17b')의 영역, 특히 소위 컨실러(26)라고 불리는, 즉 원통형 단자 핀 커버(17b')의 일부가 캡과 같은 모터 및/또는 전기 장치의 전기 인터페이스 위로 밀려나도록 의도된 부분에 대해서는 경질의 구성요소로 형성된다.
도 9는 피드스루 및 씰링 장치(13')이 3상 커넥터용 이중 재료 구성요소로 만들어진 해당 결합 씰링부(17')와 함께 설치된 컴프레서 내 영역의 단면도를 보여준다. 이중 재료 구성요소로 결합 씰링부의 설계는 3개의 컨실러(26)에 충분한 안정성을 제공하여 컨실러 쉘이 접히지 않고 모터 인터페이스(27) 위로 밀릴 수 있도록 한다.
1: 종래 기술의 피드스루 및 씰링 장치
2: 단자 핀
3: 단자 핀 플레이트, 금속 플레이트
4: 유리 절연
5: 플레이트 씰
6: 하우징, 컴프레서 하우징
6: 하우징 벽, 컴프레서 하우징 벽
7: 단자 핀 커버
8: 비 씰링 영역
9: 하프 비드(half-bead)
10: 컴프레서 하우징 벽의 피드스루 개구부
11: 타원형 홈
12: 고정 구멍
13: 피드스루 및 씰링 장치
13': 피드스루 및 씰링 장치
14: 하우징, 컴프레서 하우징
14a: 하우징 벽, 컴프레서 하우징 벽, 하우징 벽
14': 하우징, 컴프레서 하우징
14a': 하우징 벽, 컴프레서 하우징 벽, 하우징 벽
15: 단자 핀 플레이트, 금속 플레이트
15': 단자 핀 플레이트, 금속 플레이트
16: 고정 구멍
17: 결합 씰링부
17a: 플레이트 씰링 영역
17b: 단자 핀 커버
17c: 타원형 씰링 링
17c: 원주형 비딩
17': 결합 씰링부
17a': 플레이트 씰링 영역
17b': 단자 핀 커버
17c': 타원형 씰링 링
18': 플레이트 지지면
18': 플레이트 지지면
19: 피드스루 개구부
19': 피드스루 개구부
20: 홈
20': 홈
21: 씰링 표면
21': 씰링 표면
22: 고정 구멍
22': 고정 구멍
23: 고정 요소
24: 본딩 연결
25: 씰링 영역
26: 컨실러
27: 모터 인터페이스
2: 단자 핀
3: 단자 핀 플레이트, 금속 플레이트
4: 유리 절연
5: 플레이트 씰
6: 하우징, 컴프레서 하우징
6: 하우징 벽, 컴프레서 하우징 벽
7: 단자 핀 커버
8: 비 씰링 영역
9: 하프 비드(half-bead)
10: 컴프레서 하우징 벽의 피드스루 개구부
11: 타원형 홈
12: 고정 구멍
13: 피드스루 및 씰링 장치
13': 피드스루 및 씰링 장치
14: 하우징, 컴프레서 하우징
14a: 하우징 벽, 컴프레서 하우징 벽, 하우징 벽
14': 하우징, 컴프레서 하우징
14a': 하우징 벽, 컴프레서 하우징 벽, 하우징 벽
15: 단자 핀 플레이트, 금속 플레이트
15': 단자 핀 플레이트, 금속 플레이트
16: 고정 구멍
17: 결합 씰링부
17a: 플레이트 씰링 영역
17b: 단자 핀 커버
17c: 타원형 씰링 링
17c: 원주형 비딩
17': 결합 씰링부
17a': 플레이트 씰링 영역
17b': 단자 핀 커버
17c': 타원형 씰링 링
18': 플레이트 지지면
18': 플레이트 지지면
19: 피드스루 개구부
19': 피드스루 개구부
20: 홈
20': 홈
21: 씰링 표면
21': 씰링 표면
22: 고정 구멍
22': 고정 구멍
23: 고정 요소
24: 본딩 연결
25: 씰링 영역
26: 컨실러
27: 모터 인터페이스
Claims (10)
- 전기 모터 또는 다른 전기 장치의 하우징 벽(14a; 14a')을 관통하여 공급되는 전기 연결의 피드스루 및 씰링 장치(13; 13')에 있어서,
전기 전도성 물질로 만들어진 단자 핀(2)이 통과하는 적어도 하나의 피드스루 개구부(19; 19')를 구비하고 상기 피드스루 개구부(19; 19')를 통해 연장되고 상기 피드스루 개구부(19; 19')의 영역에서 상기 단자 핀(2)을 둘러싸는 유리 절연체(4)에 의해 전기적으로 절연되는 금속 플레이트(15; 15') 형태의 단자 핀 플레이트(15; 15'),
상기 하우징 벽(14a; 14a')에 있는 상기 금속 플레이트(15; 15')를 위한 플레이트 지지면(18; 18'),
상기 금속 플레이트(15; 15')를 위한 상기 플레이트 지지면(18; 18')으로 둘러싸인 상기 하우징 벽(14a; 14a')의 씰링 표면(21; 21'),
상기 하우징 벽(14a; 14a')을 통해 적어도 하나의 상기 단자 핀(2)의 통과 공급(feed-through)을 위한 상기 씰링 표면(21; 21')으로 둘러싸인 적어도 하나의 피드스루 개구부(19; 19'),
상기 금속 플레이트(15; 15')과 상기 씰링 표면(21; 21') 사이 상기 하우징 상에 배치된 평평한 플레이트 씰링 영역(17a; 17a')과 상기 평평한 플레이트 씰링 영역(17a; 17a')으로 둘러싸인 정면 개구부를 구비하는 원통형 플라스틱 또는 탄성중합체 슬리브 형태로 설계된 적어도 하나의 단자 핀 커버(17b; 17b')가 서로 연결되고, 적어도 하나의 상기 단자 핀 커버(17b; 17b')는 상기 하우징 벽(14a; 14a')을 통해 상기 단자 핀(2)을 통과 공급(feed-through)할 때 상기 하우징 벽(14a; 14a')의 적어도 하나의 상기 피드스루 개구부(19; 19')에 삽입되는 결합 씰링부(17; 17')로 구성되는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제1항에 있어서,
상기 피드스루 및 씰링 장치(13; 13')이 3개의 상기 단자 핀(2)을 구비하며, 상기 단자 핀(2)에 대해, 금속 벽에 3개의 상기 피드스루 개구부(19; 19'), 상기 하우징 벽(14a; 14a')에 3개의 상기 피드스루 개구부(19; 19') 및 3개의 상기 단자 핀 커버(17b; 17b')를 구비하는 상기 결합 씰링부(17; 17')를 구비하는 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
피드스루 및 씰링 장치(13; 13')이, 상기 평평한 플레이트 씰링 영역(17a; 17a')의 외부 가장자리가 타원형인 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제3항에 있어서,
상기 피드스루 개구부(19; 19')를 둘러싸는 영역의 상기 금속 플레이트(15; 15')를 위한 상기 플레이트 지지면(18; 18')과 결합된 상기 씰링부(17; 17')의 상기 평평한 플레이트 씰링 영역(17a; 17a')을 위한 상기 플레이트 지지면(18; 18')이 상기 평평한 플레이트 씰링 영역(17a; 17a')의 타원형에 대응하는 타원형 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합 씰링부(17; 17')가 상기 평평한 플레이트 씰링 영역(17a; 17a')의 외측 가장자리에 추가적인 타원형 씰링 링(17c; 17c')을 구비하고, 이는 원주 밀봉 코드로서 상기 평평한 플레이트 씰링 영역(17a; 17a')을 감싸는 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합 씰링부(17; 17')가 탄성중합체의 단일 재료 구성요소로 형성되는 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합 씰링부(17; 17')가 이중 재료 구성요소로 설계되는데, 이는 상기 플레이트 씰링 영역(17a; 17a')을 포함하는 연질 구성요소와 상기 단자 핀 커버(17b; 17b')의 적어도 일부에 있는 경질 구성요소로 구성되는 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제7항에 있어서,
상기 경질 및 연질 구성요소가 접착 결합 또는 가황(vulcanization)에 의해 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 연질 구성요소의 성분이 에틸렌 프로필렌 디엔(monomer) 고무(EPDM)로 구성되는 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13'). - 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경질 구성요소가 유리 섬유 보강이 있는 폴리아미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 피드스루 및 씰링 장치(13; 13').
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| DE102021112126 | 2021-05-10 | ||
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