JP2020089253A - 電動式圧縮機 - Google Patents

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ファン シン,スン
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Eun Seok Kang
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Abstract

【課題】 本発明は、収納素子が装着される機構部と印刷回路基板(PCB)との間に空間部を確保することにより、パッケージの縮小が可能であり、素子の配置が自由な電動式圧縮機に関する。【解決手段】 本発明は、インバータハウジングと、インバータハウジングに結合される印刷回路基板(PCB)と、インバータハウジングと印刷回路基板との間に備えられ、収納素子が装着される機構部とを含み、印刷回路基板と機構部との間には空間部が確保される電動式圧縮機を提供する。【選択図】 図3

Description

本発明は、電動式圧縮機に係り、より詳しくは、収納素子が装着される機構部と印刷回路基板(PCB)との間に空間部を確保することにより、パッケージの縮小が可能であり、素子の配置が自由な電動式圧縮機に関する。
一般的に、自動車の空調システムに用いられる圧縮機は、蒸発器から蒸発済みの冷媒を吸入して液化しやすい高温および高圧状態にして凝縮器に伝達する。このような圧縮機には、実際に冷媒を圧縮する構成として、往復運動をしながら圧縮を行う往復式と、回転運動をしながら圧縮を行う回転式とがある。回転式圧縮機には、エンジンを駆動源として回転を行う機械式と、モータを駆動源とする電動式とがある。
電動式圧縮機は、インバータによって回転速度が調節されるが、インバータは、印刷回路基板(PCB;Printed Circuit Board)にスイッチング素子(IGBT;Insulated Gate Bipolar Transistor)とキャパシタをはじめとする各種回路素子が実装された形態で備えられる。
図1を参照して従来のインバータを説明すれば、キャパシタ20が装着された機構部30が印刷回路基板10上に固定されている。このために、従来では、印刷回路基板10上に機構部30が設けられるための空間が要求されていた。
これによって、インバータのパッケージの縮小が困難であり、印刷回路基板10上の空間が制限され、印刷回路基板10上に実装される表面実装部品(SMD;Surface Mounted Device)が配置される構成が自由でないという問題点があった。
大韓民国公開特許公報第10−2015−0033060号
本発明は、収納素子が装着される機構部と印刷回路基板(PCB)との間に空間部を確保することにより、パッケージの縮小が可能であり、素子の配置が自由な電動式圧縮機を提供することを目的とする。
本発明がなそうとする技術的課題は、以上に述べた技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
上記の課題を解決するための本発明は、インバータハウジングと、前記インバータハウジングに結合される印刷回路基板(PCB)と、前記インバータハウジングと前記印刷回路基板との間に備えられ、収納素子が装着される機構部と、前記印刷回路基板と前記機構部との間に空間部を形成する離隔手段とを含む電動式圧縮機を提供する。
本発明の一実施形態によれば、前記離隔手段は、前記機構部と前記印刷回路基板とが離隔した状態に維持できるように、前記機構部において前記印刷回路基板に向かって突出延長される1つ以上のリブ(rib)を含むことができる。
本発明の一実施形態によれば、前記リブの少なくとも1つは、前記収納素子のリード(Lead)が挿入されるリード挿入部であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記収納素子のリードは、前記リード挿入部を介して前記印刷回路基板にソルダリング(soldering)される。
本発明の一実施形態によれば、前記リード挿入部は、前記機構部に装着される収納素子のリードの位置に対応する位置に備えられる。
本発明の一実施形態によれば、前記機構部は、前記インバータハウジングに結合される。
本発明の一実施形態によれば、前記機構部と前記インバータハウジングとの接触面には、シリコーンが塗布される。
本発明の一実施形態によれば、前記機構部は、前記印刷回路基板に結合される。
本発明の一実施形態によれば、前記収納素子の一部は、前記機構部から前記インバータハウジング側に突出して前記インバータハウジングに接触することができる。
本発明の一実施形態によれば、締結手段は、前記印刷回路基板を貫通して前記インバータハウジングに固定される。
本発明の一実施形態によれば、前記リブの少なくとも1つには、前記印刷回路基板から締結手段が貫通挿入される。
本発明の一実施形態によれば、前記収納素子は、受動素子(passive element)であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記収納素子は、キャパシタ(capacitor)であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記印刷回路基板と前記機構部との間の空間部には、前記印刷回路基板上に表面実装部品(SMD)が配置される。
本発明の一実施形態によれば、前記空間部における前記印刷回路基板と前記機構部との間の距離(h1)は、前記印刷回路基板から突出する前記表面実装部品の最大高さ(h2)より大きく形成される。
本発明によれば、収納素子が装着される機構部と印刷回路基板との間に空間部が確保されることにより、印刷回路基板上に実装される表面実装部品(SMD)が前記空間部上に配置される。すなわち、印刷回路基板上に表面実装部品が配置される空間が制限されず、素子の配置が自由になる。
また、印刷回路基板に収納素子が装着される機構部が設けられるための別途の空間が要求されないので、インバータのパッケージの縮小が可能である。
本発明の効果は、上記の効果に限定されるものではなく、本発明の詳細な説明または特許請求の範囲に記載の発明の構成から推論可能なすべての効果を含むことが理解されなければならない。
従来のインバータを示す斜視図である。 本発明の一実施形態による電動式圧縮機を示す断面図である。 本発明の第1実施例によるインバータを概略的に示す断面図である。 図3の平面図である。 本発明の第2実施例によるインバータを概略的に示す断面図である。 図5の平面図である。 本発明の第3実施例によるインバータを概略的に示す断面図である。 図7の平面図である。 本発明の第4実施例によるインバータを概略的に示す断面図である。 本発明の第5実施例によるインバータを概略的に示す断面図である。 本発明の第6実施例によるインバータを概略的に示す断面図である。
以下、本発明の電動式圧縮機についての好ましい実施例を、添付した図2〜11を参照して説明する。
また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これは、使用者、運用者の意図または慣例によって異なり、以下の実施例は、本発明の権利範囲を限定するものではなく、本発明の請求範囲に提示した構成要素の例示的な事項に過ぎない。
本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付す。明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに備えることができることを意味する。
まず、図2を参照して、本発明の一実施形態による電動式圧縮機を説明すれば、電動式圧縮機は、大きく、冷媒を圧縮する圧縮部3000と、圧縮部3000を駆動するモータ部4000と、モータ部4000の回転速度を制御して冷媒の圧縮量を調節するインバータ1000とを含む。
モータ部4000は、圧縮部3000の回転動力を作り出す部分で、モータ部ハウジングに収容されるモータからなり、前記モータは、モータ部ハウジングの内周面に沿って設けられる固定子と、固定子の内部で回転する回転子とを含む。
前記固定子は、一種の電磁石であって、モータ部ハウジングの内周面上に圧入などによって固定装着される固定子コアと、固定子コアに巻線されるコイル束とからなり、前記コイル束に電流が流れると、固定子に磁場が形成される。
前記回転子は、固定子コアの中央通孔に回転可能に挿入され、中心軸線に沿って長く配置される回転シャフトと、回転シャフトの外周面に付着する永久磁石とからなる。
これによって、前記回転子は、前記固定子が励磁された時に、モータの駆動原理によって固定子との相互作用によって回転駆動し、前記回転シャフトに連結された圧縮部3000に回転駆動力が伝達される。
圧縮部3000は、モータ部4000で発生する回転駆動力を受けて回転することにより、冷媒を圧縮する部分であり、前記回転シャフトの一端に連結される。
圧縮部3000は、前記モータ部ハウジングの一側に結合される圧縮部ハウジングと、圧縮部ハウジングの内部に回転可能に装着される旋回スクロールと、旋回スクロールと対をなして冷媒を圧縮する固定スクロールとを含み、前記旋回スクロールと固定スクロールの相対回転によって冷媒を圧縮する。
しかし、圧縮部3000およびモータ部4000は、上記の実施例に限定されるものではなく、圧縮部は、冷媒を圧縮するための構造であればいずれでも可能であり、モータ部は、圧縮部を駆動するための構造であればいずれでも可能である。
インバータ1000は、モータ部4000の動作を制御する部分で、直流電力を交流電力に変換し、モータ部4000の固定子に電気的に連結されて固定子を励磁・脱磁させることにより、回転子を回転駆動または停止させてモータの回転速度を制御する。
以下、図3および4を参照して、本発明の第1実施例によるインバータ1000を説明する。
本発明の第1実施例によるインバータ1000は、大きく、インバータハウジング100と、インバータハウジング100に結合される印刷回路基板(PCB)200と、収納素子300が装着される機構部400とを含む。この時、機構部400は、インバータハウジング100と印刷回路基板200との間に備えられるが、離隔手段によって印刷回路基板200と機構部400との間には空間部Sが形成される。
具体的には、インバータハウジング100は、上部の開放されたコ字状をなし、印刷回路基板200がインバータハウジング100の上部に結合される。この時、別途の締結手段、例えば、ボルト210が印刷回路基板200を貫通してインバータハウジング100に固定されることにより、印刷回路基板200がインバータハウジング100の上部に結合される。
ここで、インバータハウジング100は、インバータ1000の外形をなすハウジングに相当することはもちろん、外形をなすハウジングと別途に備えられるキャリアに相当することもできる。
本実施例において、収納素子300が装着される機構部400は、インバータハウジング100に結合される。すなわち、図3に示すように、機構部400は、インバータハウジング100と印刷回路基板200との間に備えられるが、印刷回路基板200と離隔した状態でインバータハウジング100に結合される。
具体的には、機構部400は、収納素子300が装着され、四角形のプレートからなるベース420を含み、ボルト430がベース420を貫通してインバータハウジング100に固定されることにより、機構部400がインバータハウジング100に結合される。収納素子300は、キャパシタ(Capacitor)、IC素子などの受動素子(passive element)であってもよい。しかし、これに限定されるものではなく、機構部400は、ボルトなどの別途の締結手段なしに、後述する離隔手段によって印刷回路基板200とインバータハウジング100との間で接触支持されてもよい。
この時、機構部400とインバータハウジング100との接触面には、結合力向上のために、必要に応じてシリコーンが塗布される。
また、前記離隔手段として、収納素子300のリード(Lead)320が挿入され、機構部400において印刷回路基板200に向かって突出延長されるリード挿入部440が備えられる。
本実施例において、リード挿入部440は、ベース420から突出延長されて印刷回路基板200と接触し、収納素子300のリード320は、印刷回路基板200にソルダリング(soldering)される。リード挿入部440は、収納素子300のリード320絶縁のために構成され、印刷回路基板200を支持する役割を果たすことができる。
図4に示すように、本実施例においては、機構部400に複数の収納素子300が装着されるが、複数の収納素子300は、収納素子300のリード320がすべて同じ方向に位置するように配置されている。この時、リード挿入部440も、ベース420上で収納素子300のリード320の位置に対応する位置に備えられる。
このように、印刷回路基板200に収納素子300が連結されると同時に、印刷回路基板200と機構部400との間には空間部Sが確保されることにより、印刷回路基板200に収納素子300が装着される機構部400が設けられるための別途の空間が要求されないので、インバータのパッケージの縮小が可能である。
また、図3に例示的に示すように、印刷回路基板200上に実装される各種表面実装部品(SMD)220が空間部S上にも配置可能で、印刷回路基板200上に表面実装部品220が配置される空間が制限されず、素子の配置が自由になる。
この時、自由な素子の配置のために、空間部Sにおける印刷回路基板200と機構部400との間の距離h1は、印刷回路基板200から突出する表面実装部品220の最大高さh2より大きく形成されることが好ましい。
次に、図5および6を参照すれば、本発明の第2実施例によるインバータは、上記で説明した第1実施例によるインバータと収納素子300の配置構造およびこれによるリード挿入部440の配置構造のみ相違し、残りはすべて同一であることから、相違する部分についてのみ説明する。
本実施例においては、機構部400に複数の収納素子300が装着されるが、複数の収納素子300は、互いに隣接する収納素子のリード320が互いに反対方向に位置するように配置されている。これに対応して、リード挿入部440も、ベース420上で収納素子のリード320が配置される位置に両側に備えられている。
しかし、これに限定されるものではなく、機構部400に複数の収納素子300が自由に配置され、収納素子のリード320の位置に対応してリード挿入部440が備えられてもよい。
また、図7および8を参照すれば、本発明の第3実施例によるインバータは、上記で説明した第1実施例によるインバータと収納素子300の配置構造およびこれによる機構部1400の構造のみ相違し、残りはすべて同一であることから、相違する部分についてのみ説明する。
本実施例においては、機構部1400に複数の収納素子300が装着されるが、複数の収納素子300は、鉤状をなすように一列に配置されている。これによって、機構部1400のベース1420も鉤状になると良い。
具体的には、図8に示すように、複数の収納素子300は、2つずつ一列に配置されるが、90゜をなすように配置されており、各収納素子300のリード320が同じ方向に配置される。これに対応して、機構部1400のリード挿入部1440も、ベース1420上で各収納素子300のリード320の位置に対応する位置に備えられている。
次に、図9を参照して、本発明の第4実施例によるインバータを説明する。
本発明の第4実施例によるインバータは、上記で説明した第1実施例によるインバータの構成をすべて含むが、リブ460をさらに含む。以下、相違する部分についてのみ重点的に説明する。
本実施例においては、前記離隔手段として、印刷回路基板200を接触支持するように、機構部400において印刷回路基板200に向かって突出延長されるリブ(rib)460がさらに備えられる。
リブ460は、リード挿入部440と並んでベース420から突出延長されて印刷回路基板200と接触し、ベース420と印刷回路基板200との間の隔離距離が維持できるように、印刷回路基板200を支持する。
また、リブ460には、インバータハウジング100に固定される別途の締結手段が貫通挿入される。具体的には、本実施例において、リブ460にはボルト挿入ホールが貫通形成され、ボルト500が印刷回路基板200とリブ460のボルト挿入ホールを貫通してインバータハウジング100に固定されることにより、印刷回路基板200、機構部400およびインバータハウジング100が一体に結合される。
これによって、前記第1実施例によるインバータと同一の効果が得られると同時に、印刷回路基板200、機構部400およびインバータハウジング100が一体に結合されて結合力が向上し、安定した構造をなすことができる。
次に、図10を参照して、本発明の第5実施例によるインバータを説明する。
本発明の第5実施例によるインバータは、大きく、インバータハウジング100と、インバータハウジング100に結合される印刷回路基板(PCB)200と、収納素子300が装着される機構部2400とを含む。この時、機構部2400は、インバータハウジング100と印刷回路基板200との間に備えられるが、離隔手段によって印刷回路基板200と機構部2400との間には空間部Sが形成される。
具体的には、インバータハウジング100は、上部の開放されたコ字状をなし、印刷回路基板200がインバータハウジング100の上部に結合される。この時、別途の締結手段、例えば、ボルト210が印刷回路基板200を貫通してインバータハウジング100に固定されることにより、印刷回路基板200がインバータハウジング100の上部に結合される。
本実施例において、収納素子300が装着される機構部2400は、印刷回路基板200に結合されるが、印刷回路基板200と離隔した状態で結合される。
このために、機構部2400は、収納素子300が装着されるベース2420を含み、機構部2400が印刷回路基板200と離隔した状態で支持できるように、前記離隔手段として、機構部2400において印刷回路基板200に向かって突出延長されるリブ(rib)2460が備えられる。
リブ2460は、ベース2420から突出延長されて印刷回路基板200と接触し、別途の締結手段、例えば、ボルト2500が印刷回路基板200を貫通しリブ2460を介して機構部2400に固定されることにより、ベース2420が印刷回路基板200と離隔した状態で結合される。
また、前記離隔手段として、収納素子300のリード320が挿入され、機構部2400において印刷回路基板200に向かって延長されるリード挿入部2440がさらに備えられる。リード挿入部2440は、リブ2460の一部に相当することができる。
本実施例において、リード挿入部2440は、リブ2460と並んでベース2420から突出延長されて印刷回路基板200と接触し、収納素子300のリード320は、印刷回路基板200にソルダリング(soldering)される。リード挿入部2440は、収納素子300のリード320絶縁のために構成され、印刷回路基板200を支持する役割を果たす。
同じく、リード挿入部2440は、機構部2400に装着される収納素子300のリード320の位置に対応する位置に備えられる。
このように、印刷回路基板200に収納素子300が連結されると同時に、印刷回路基板200と機構部2400との間には空間部Sが確保されることにより、印刷回路基板200に収納素子300が装着される機構部2400が設けられるための別途の空間が要求されないので、インバータのパッケージの縮小が可能である。
また、印刷回路基板200上に実装される各種表面実装部品が空間部S上にも配置可能で、印刷回路基板200上に表面実装部品が配置される空間が制限されず、素子の配置が自由になる。
同じく、自由な素子の配置のために、空間部Sにおける印刷回路基板200と前記機構部2400との間の距離は、印刷回路基板200から突出する前記表面実装部品の最大高さより大きく形成されることが好ましい。
また、これに限定されるものではないが、本実施例において、機構部2400は、印刷回路基板200と離隔するだけでなく、インバータハウジング100とも離隔するので、放熱に効果的である。
最後に、図11を参照して、本発明の第6実施例によるインバータを説明する。
本発明の第6実施例によるインバータは、大きく、インバータハウジング100と、インバータハウジング100に結合される印刷回路基板(PCB)200と、収納素子300が装着される機構部400とを含む。この時、機構部400は、インバータハウジング100と印刷回路基板200との間に備えられるが、離隔手段によって印刷回路基板200と機構部400との間には空間部Sが形成される。
インバータハウジング100および印刷回路基板200は、上記の第1実施例で説明したものと同一であり、同じく、ボルト210が印刷回路基板200を貫通してインバータハウジング100に固定されることにより、印刷回路基板200がインバータハウジング100の上部に結合される。
ただし、本実施例において、収納素子300が装着される機構部400は、上記で説明したように、インバータハウジング100または印刷回路基板200に別途の締結手段を介して結合される構造ではなく、インバータハウジング100と印刷回路基板200との間で接触支持されるという相違する構造をなす。
具体的には、収納素子300の一部は、機構部400からインバータハウジング100側に突出してインバータハウジング100に接触することができる。このように、収納素子300がインバータハウジング100に面接触することにより、放熱に効果的である。この時、インバータハウジング100の内面には、突出した収納素子300が載置できる載置溝が形成されてもよい。
これによって、機構部のベース420は、インバータハウジング100から離隔するが、ベース420から一部突出した収納素子300がインバータハウジング100と面接触し固定される。本実施例において、収納素子300は、キャパシタ(Capacitor)であってもよい。
また、前記離隔手段として、機構部400において印刷回路基板200に向かって突出延長されるリード挿入部440およびリブ460が備えられる。リード挿入部440は、上記の実施例で説明したものと相違しないが、リブ460には、上記で説明したように、印刷回路基板200から別途の締結手段が貫通挿入されず、他の収納素子1300が配置される。例えば、リブ460に配置される収納素子は、チョークコイルなどであってもよい。
本発明は、上述した特定の実施例および説明に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変形実施が可能であり、そのような変形は本発明の保護範囲内にある。
10、200 印刷回路基板
20 キャパシタ
30、400、1400、2400 機構部
100 インバータハウジング
210、430、500、2500 ボルト
220 表面実装部品
300、1300 収納素子
320 リード
420、1420、2420 ベース
440、1440、2440 リード挿入部
460、2460 リブ
1000 インバータ
3000 圧縮部
4000 モータ部

Claims (15)

  1. インバータハウジングと、
    前記インバータハウジングに結合される印刷回路基板(PCB)と、
    前記インバータハウジングと前記印刷回路基板との間に備えられ、収納素子が装着される機構部と、
    前記印刷回路基板と前記機構部との間に空間部を形成する離隔手段とを含む、ことを特徴とする電動式圧縮機。
  2. 前記離隔手段は、前記機構部と前記印刷回路基板とが離隔した状態に維持できるように、前記機構部において前記印刷回路基板に向かって突出延長される1つ以上のリブ(rib)を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の電動式圧縮機。
  3. 前記リブの少なくとも1つは、前記収納素子のリード(Lead)が挿入されるリード挿入部である、ことを特徴とする請求項2に記載の電動式圧縮機。
  4. 前記収納素子のリードは、前記リード挿入部を介して前記印刷回路基板にソルダリング(soldering)される、ことを特徴とする請求項3に記載の電動式圧縮機。
  5. 前記リード挿入部は、前記機構部に装着される収納素子のリードの位置に対応する位置に備えられる、ことを特徴とする請求項3に記載の電動式圧縮機。
  6. 前記機構部は、前記インバータハウジングに結合される、ことを特徴とする請求項2に記載の電動式圧縮機。
  7. 前記機構部と前記インバータハウジングとの接触面には、シリコーンが塗布される、ことを特徴とする請求項6に記載の電動式圧縮機。
  8. 前記機構部は、前記印刷回路基板に結合される、ことを特徴とする請求項2に記載の電動式圧縮機。
  9. 前記収納素子の一部は、前記機構部から前記インバータハウジング側に突出して前記インバータハウジングに接触する、ことを特徴とする請求項2に記載の電動式圧縮機。
  10. 締結手段は、前記印刷回路基板を貫通して前記インバータハウジングに固定される、ことを特徴とする請求項2に記載の電動式圧縮機。
  11. 前記リブの少なくとも1つには、前記印刷回路基板から締結手段が貫通挿入される、ことを特徴とする請求項2に記載の電動式圧縮機。
  12. 前記収納素子は、受動素子(passive element)である、ことを特徴とする請求項1に記載の電動式圧縮機。
  13. 前記収納素子は、キャパシタ(capacitor)である、ことを特徴とする請求項1に記載の電動式圧縮機。
  14. 前記印刷回路基板と前記機構部との間の空間部には、前記印刷回路基板上に表面実装部品(SMD)が配置される、ことを特徴とする請求項1に記載の電動式圧縮機。
  15. 前記空間部における前記印刷回路基板と前記機構部との間の距離(h1)は、前記印刷回路基板から突出する前記表面実装部品の最大高さ(h2)より大きく形成される、ことを特徴とする請求項14に記載の電動式圧縮機。
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