KR101463134B1 - 전동 압축기 - Google Patents

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히로시 후카사쿠
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

전동 압축기는, 금속재의 하우징과, 압축부와, 전기 모터 및, 커버를 구비한다. 상기 압축부와 전기 모터는 상기 하우징에 수용되며, 상기 커버는 상기 하우징에 부착된다. 상기 커버는 소성부(plastic portion)와, 전자기적 노이즈를 차단하는 금속재의 차폐부에 의해 형성된다. 상기 하우징과 상기 커버에 의해 구획되는(defined) 수용공간내에는, 전기 모터를 구동하는 모터 구동 회로가 수용된다. 또한, 상기 하우징과 상기 커버 사이에는 탄성의 시일 부재가 위치한다. 상기 차폐부는 하우징을 향해 신장하며, 시일 부재의 내측에 배치되는 연장부(extended portion)를 구비하며, 상기 연장부는 상기 하우징과 접촉한다.

Description

전동 압축기{MOTOR-DRIVEN COMPRESSOR}
본 발명은 전동 압축기(電動 壓縮機)에 관한 것이다.
전동 압축기는, 금속재로 제조되며 냉매를 압축하는 압축부와, 상기 압축부를 구동하는 전기 모터를 수용하는 하우징을 구비한다. 상기 하우징에는 커버가 부착된다. 상기 커버는 상기 전기 모터 구동용 모터 구동 회로를 수용하는 수용 공간(accommodation space)을 구획(define)한다. 상기 하우징과 상기 커버 사이에는 시일 부재가 위치된다. 상기 시일 부재는, 폐물(wastes)과 물이 상기 하우징과 커버의 경계면을 통해 상기 수용 공간내로 들어오는 것을 방지해 준다.
상기 커버가 금속재로 제조될 경우, 전동 압축기 그 자체의 중량이 무겁게 된다. 이에 따라, 커버의 중량을 감소시켜 전동 압축기 그 자체의 중량을 감소하기 위해 소성(plastic)재의 커버가 제안되고 있다. 그러나, 소성재의 커버를 사용할 경우, 전동 압축기의 외부로 부터의 노이즈가 커버를 통해 모터 구동 회로로 유입되기 쉽다. 또한, 모터 구동 회로로 부터의 노이즈가 커버를 통해 외부로 누출되기 쉽다.
따라서, 일본 공개특허공보 특개 2002-155862 호에 있어서는, 인버터 케이스(inverter case; 커버)의 본체를 인서트 몰딩에 의해 소성재로 제조하고, 상기 인버터 케이스의 내측상에는 금속 플레이팅(metal plating)을 행한다. 상기 인버터 케이스의 본체 내측에 금속 플레이팅을 행하므로써, 상기 금속 플레이팅에 의해 외부로 부터의 노이즈가 차단되어, 노이즈가 소성체를 통해 수용 공간내로 유입되는 것이 제한된다. 또한, 상기 금속 플레이팅에 의해 모터 구동 회로로 부터의 노이즈가 차단되므로, 소성재의 본체를 통해 노이즈가 외부로 누출되는 것이 감소된다.
그러나, 상기 일본 공개특허공보에 개시된 압축기에 있어서는, 소성재의 본체의 내측상에 금속 플레이팅이 행해진 본체를 갖는 인버터 케이스(커버)를 채용하더라도, 외부로 부터의 노이즈가 시일 부재를 통해 수용 공간내로 유입되어 모터 구동 회로를 통해 유동하기 쉽다. 또한, 모터 구동 회로로 부터의 노이즈도 시일 부재를 통해 외부로 누출되기 쉽다.
모터 구동 회로로 부터는 열이 발생하며, 모터 구동 회로로 부터 발생된 열은 커버로 전달된다. 상기 일본 공개특허공보에 개시된 압축기에서와 같이, 상기 커버가 소성재로 제조될 경우, 금속재의 커버와 비교하여, 커버는 열을 방출하기 어렵게 된다. 특히, 커버와 하우징 사이에는 시일 부재가 위치하기 때문에, 모터 구동 회로로 부터 커버로 전달된 열이 하우징으로 방출되기 어렵게 된다. 그 결과, 수용 공간내에 수용된 모터 구동 회로의 냉각 성능이 감소된다.
본 발명의 목적은, 시일 부재를 통한 노이즈의 누출이 감소되고 모터 구동 회로의 냉각 성능이 우수한 전동 압축기를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전동 압축기는, 금속재의 하우징과; 상기 하우징내에 수용된 압축부와 전기 모터와; 상기 하우징에 부착되는 커버와; 상기 하우징과 상기 커버에 의해 구획되는 수용공간내에 수용되는 모터 구동 회로 및; 상기 하우징과 상기 커버 사이에 위치되는 탄성의 시일 부재를 구비한다. 상기 커버는 소성부(plastic portion)와 전자기적 노이즈를 차단하는 금속재의 차폐부(shield)에 의해 구성된다. 상기 모터 구동 회로는 상기 전기 모터를 구동한다. 상기 차폐부는 상기 하우징을 향해 신장하고 상기 시일 부재의 내측에 배치되는 연장부(extended portion)를 구비하며, 상기 연장부는 상기 하우징과 접촉한다.
본 발명의 다른 실시 형태와 이점들은 본 발명의 원리를 예시적으로 도시하는 첨부 도면을 참조하는 이하의 설명으로부터 명확히 알 수 있을 것이다.
본 발명의 목적과 이점과 함께 본 발명은 첨부 도면과 함께 현재의 바람직한 실시 형태에 대한 이하의 설명을 참조하여 가장 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1a 는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전동 압축기를 나타내는 일부 절개 단면도이다.
도 1b 는 도 1a의 전동 압축기의 커버와 그 주변부를 나타내는 일부 확대 단면도이다.
도 2 는 도 1b 의 선 2-2에 따라 취한 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 커버와 그 주변부를 나타내는 일부 확대 단면도이다.
이하, 도 1a, 도 1b 및 도 2 를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전동 압축기를 설명하기로 한다.
도 1a 에 나타낸 바와 같이, 전동 압축기(10)는 하우징(H)을 갖는다. 상기 하우징(H)은 알루미늄재(금속재)의 배출용 하우징 부재(11)와, 상기 배출용 하우징 부재(11)에 결합되는 알루미늄재(금속재)의 흡입용 하우징 부재(12)를 구비한다. 상기 배출용 하우징 부재(11)는 폐쇄된 상부를 갖는 원통으로 형성된다. 상기 흡입용 하우징 부재(12)는 폐쇄된 저부를 갖는 원통으로 형성된다. 상기 흡입용 하우징 부재(12)의 주벽(peripheral wall)에는 흡입구(도시 안됨)가 형성되며, 상기 흡입구는 외부 냉매 회로(도시 안됨)에 접속된다. 상기 배출용 하우징 부재(11)에는 배출구(14)가 형성되어 있으며, 상기 배출구(14)는 외부 냉매 회로에 접속된다. 상기 흡입용 하우징 부재(12)에는, 냉매 압축용 압축부(15)와 상기 압축부(15) 구동용 전기 모터(16)가 수용되어 있다. 본 실시 형태에는 상세히 예시되어 있지 않지만, 상기 압축부(15)는 흡입용 하우징 부재(12)에 고정된 고정 스크롤(fixed scroll)과, 상기 고정 스크롤과 면(面)하도록 배치된 선회 스크롤(orbiting scroll)을 구비한다.
상기 흡입용 하우징 부재(12)의 내주면(inner circumferential surface)에는 고정자(17)가 고정되며, 상기 고정자(17)는, 상기 흡입용 하우징 부재(12)의 내주면에 고정된 고정자 코어(17a)와, 상기 고정자 코어(17a)의 각 이빨부(teeth; 도시 안됨) 주위로 감겨진 코일(17b)을 구비한다. 상기 흡입용 하우징 부재(12)내에는 회전축(19)이 상기 고정자(17)내에 관통 삽입된 상태로 회전 자유롭게 지지되어 있다. 상기 회전축(19)은 회전자(18)에 고착되어 있다.
도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 흡입용 하우징 부재(12)의 저벽(12a)에는 환형의 신장부(annular extension; 12f)가 형성되어 있다. 상기 신장부(12f)는, 회전축(19)의 축방향 중심선(L)이 신장하는 방향(축방향)으로 상기 저벽(12a)의 전(全) 주연부로 부터 외측(도 1b의 우측방향)으로 신장하고 있다. 상기 신장부(12f)의 개방 단부에는 폐쇄된 단부를 갖는 원통형 커버(41)가 부착되어 있다. 또한, 상기 저벽(12a)과, 상기 신장부(12f) 및 상기 커버(41)에 의해 수용 공간(41a)이 구획되어 있다. 상기 수용 공간(41a)은 전기 모터(16)를 구동하는 모터 구동 회로(40)를 수용한다. 상기 모터 구동 회로(40)는 상기 수용 공간(41a)내의 저벽(12a)에 부착되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 회전축(19)의 축방향으로, 압축부(15), 전기 모터(16), 모터 구동 회로(40)의 순서로 배치된다.
상기 커버(41)는 소성부(42)와 알루미늄재(금속재)의 차폐부(43)에 의해 형성된다. 상기 소성부(42)는 밀폐 단부를 갖는 원통으로서 형성되어 상기 커버(41)의 본체를 구성한다. 상기 커버(41)는 차폐부(43)를 금속 코어로서 사용하는 소성재에 의해 성형된다. 따라서, 상기 커버(41)는 소성재로 부터 주로 형성되며, 상기 차폐부(43)는 상기 소성부(42)의 내측에 배치된다.
상기 소성부(42)는 환형의 외통부(outer cylindrical portion; 42a)와, 외측 뚜껑부(42b) 및 환형의 외측 접속부(outer connector portion; 42c)를 구비한다. 상기 외통부(42a)는 회전축(19)의 축방향으로 신장한다. 상기 외측 뚜껑부(42b)는 상기 외통부(42a)와 연결되고 상기 외통부(42a)가 신장하는 방향의 수직 방향으로 신장한다. 상기 외측 접속부(42c)는 상기 외측 뚜껑부(42b)와 연결되고 회전축(19)의 축방향으로 신장한다.
상기 차폐부(43)는 환형의 내통부(inner cylindrical portion; 43a)와, 내측 뚜껑부(43b) 및 환형의 접속부(43c)를 구비한다. 상기 내통부(43a)는 회전축(19)의 축방향으로 신장한다. 상기 내측 뚜껑부(43b)는 상기 내통부(43a)와 연결되고 상기 내통부(43a)가 신장하는 방향의 수직 방향으로 신장한다. 상기 내측 접속부(43c)는 상기 내측 뚜껑부(43b)와 연결되고 회전축(19)의 축방향으로 신장한다. 상기 내통부(43a)는 상기 소성부(42)의 외통부(42a)의 내주면을 따라 신장한다. 상기 내측 뚜껑부(43b)는 상기 소성부(42)의 외측 뚜껑부(42b)의 내측 저면을 따라 신장한다. 상기 내측 접속부(43c)는 상기 소성부(42)의 외측 접속부(42c)의 내주면을 따라 신장한다. 따라서, 상기 차폐부(43)는 상기 소성부(42)의 내측면 전체에 걸쳐 신장하여, 상기 소성부(42)를 통한 노이즈(전자기적 노이즈)를 차단한다.
상기 내측 접속부(43c)의 내측에는, 소성재의 유지부(holding portion; 45)가 상기 내측 접속부(43c)와 일체로 형성된다. 외부 전원(도시 안함)에 전기 접속된 금속 단자(46)가 상기 유지부(45)에 의해 지지된다. 상기 금속 단자(46)는 모터 구동 회로(40)에 전기 접속된다.
상기 신장부(12f)의 개방단부와 상기 외통부(42a)의 개방단부 사이에는 탄성 고무재의 시일 부재(51)가 위치되며, 상기 시일 부재(51)는 환형이다. 또한, 상기 차폐부(43)의 내통부(43a)가 저벽(흡입용 하우징 부재(12))을 향해 신장하며 상기시일 부재(51)의 내측에 배치된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서, 상기 내통부(43a)는 상기 시일 부재(51)의 내측에 배치된 연장부에 대응하며 상기 연장부는 차폐부(43)내에 형성된다. 상기 내통부(43a)의 선단부(431a)는 상기 신장부(12f)와 면하는 시일 부재(51)의 단부면(511)보다 저벽(12a)쪽으로 더욱 돌출한다. 상기 내통부(43a)의 외주면(432a)내의 선단부(431a) 근처의 부분은 상기 신장부(12f)의 내주면과 접촉한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 내통부(43a)는 시일 부재(51)의 내주면(51a) 전체와 접촉하도록 형성되어 있다. 상기 내통부(43a)의 외주면(432a)은 시일 부재(51)의 내주면(51a)과 접촉한다. 상기 시일 부재(51)는 반경 외측으로 탄성 변형됨으로써 상기 내통부(43a)의 둘레부상에 설치되어 있다. 상기 내통부(43a)의 외주면(432a)은 시일 부재(51)의 내주면(51a)과 접촉하며, 그에 따라, 시일 부재(51)는 내통부(43a)의 외주면(432a)을 따라 밀착하도록 배치되며, 따라서, 시일 부재(51)는 수용 공간(41a)의 주연부에 일치되는 형상을 유지한다. 탄성 변형 하기 전의 시일 부재(51)의 내경(inner diameter)은 내통부(43a)의 외경보다 작다.
이하, 상기 본 발명의 실시 형태의 작용을 설명키로 한다.
내통부(43a)는, 연장부(47)의 선단부(431a)가 신장부(12f)와 면하는 시일 부재(51)의 단부면(511) 보다 저벽(12a)을 향해 더 돌출하고 있다. 따라서, 시일 부재(51)를 통한 외부로 부터의 노이즈가 내통부(43a)에 의해 차단되며, 모터 구동 회로(40)로 부터 시일 부재(51)를 향한 노이즈가 내통부(43a)에 의해 차단된다. 따라서, 시일 부재(51)를 통한 노이즈 누출이 감소된다. 또한, 내통부(43a)의 외주면(432a)내의 선단부(431a) 근처의 부분이 신장부(12f)의 내주면과 접촉한다. 그로 인해, 모터 구동 회로(40)로 부터 차폐부(43)로 전달되는 열이 내통부(43a)를 통해 하우징(H)으로 방출된다.
전술한 본 실시 형태의 전동 압축기는 다음과 같은 효과를 갖는다.
(1) 차폐부(43)의 내통부(43a)가 시일 부재(51)의 내측에 배치되어 저벽(12a)을 향해 신장한다. 그에 따라, 내통부(43a)가 시일 부재(51)의 내측에 배치 안된 경우와 비교하여, 외부로 부터 시일 부재(51)를 통해 유입되는 노이즈가 내통부(43a)에 의해 용이하게 차단되며, 모터 구동 회로(40)로 부터 시일 부재(51)로 유입되는 노이즈가 내통부(43a)에 의해 용이하게 차단된다. 따라서, 시일 부재(51)를 통한 노이즈 누출이 감소된다. 또한, 내통부(43a)의 외주면(432a)내의 선단부(431a) 근처의 부분이 신장부(12f)의 내주면과 접촉한다. 따라서, 모터 구동 회로(40)로 부터 차폐부(43)로 전달되는 열이 내통부(43a)를 통해 하우징(H)으로 방출된다. 이에 따라, 수용 공간(41a)내에 수용된 모터 구동 회로(40)의 냉각 성능이 향상된다.
(2) 내통부(43a)가 시일 부재(51)의 내주면(51a) 전체에 걸쳐 형성된다. 이로 인해, 내통부(43a)가 시일 부재(51)의 내주면의 일부에 형성된 경우와 비교하여, 시일 부재(51)를 통한 노이즈 누출이 용이하게 감소되며, 모터 구동 회로로 부터 차폐부(43)로 전달되는 열이 내통부(43a)를 통해 하우징(H)으로 용이하게 방출된다.
(3) 차폐부(43)는 연장부에 대응하는 내통부(43a)를 갖는다. 이로 인해, 소성부(42)를 통한 노이즈 누출의 감소에 추가하여, 시일 부재(51)를 통한 노이즈 누출도 감소된다. 차폐부(43)내에 연장부를 형성하는 것이 하우징(H) 보다 용이하다.
(4) 내통부(43a)의 외주면(432a)은 시일 부재(51)의 내주면(51a)과 접촉한다. 따라서, 내통부(43a)의 외주면(432a)이 시일 부재(51)의 내주면(51a)과 접촉하므로써, 시일 부재(51)는 내통부(43a)의 외주면(432a)을 따라 밀착하며, 시일 부재(51)는 수용 공간(41a)의 주연부에 일치하는 형상으로 유지된다. 그러므로, 신장부(12f)의 개방단부와 외통부(42a)의 개방단부 사이의 충분한 시일이 용이하게 보장된다.
(5) 본 실시 형태에 따라, 차폐부(43)로 전달되는 열은 내통부(43a)를 통해 하우징(H)으로 방출된다. 따라서, 모터 구동 회로(40)를 구성하는 발열 요소로서의 전자 부품을 수용 공간(41a)내의 커버(41) 근처에 배치할 수 있다. 그러므로, 전자 부품의 배치의 유연성을 증대할 수 있다.
(6) 연장부에 대응하는 내통부(43a)가 시일 부재(51)의 내측에 배치된다. 연장부가 시일 부재(51)의 외측에 배치되지 않기 때문에, 전동 압축기(10)에 있어 하우징(H)의 외주측의 형상과 커버(41)의 외주측의 형상이 복잡하지 않다.
전술한 실시 형태는 다음과 같이 변형될 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 내통부(43a)의 선단부(431a) 근처의 부분에 스프링성(spring property)을 갖게 할 수도 있다. 즉, 내통부(43a)의 선단부(431a) 근처의 부분에 굽힘부(61)와 만곡부(62)를 형성할 수 있다. 굽힘부(61)는 내통부(43a)내에서 내측으로 구부러 지고, 만곡부(62)는 굽힘부(61)보다 내통부(43a)의 선단부(431a)에 근접한 부분으로서, 내통부(43a)의 외측으로 팽창하도록 원형상으로 구부려져 있다. 만곡부(62)의 외측부가 신장부(12f)의 내주면에 접촉할 때, 내통부(43a)의 선단부(431a) 근처의 부분은 굽힘점으로서의 굽힘부(61)에서 내통부(43a)의 내측으로 만곡되어 있다. 따라서, 커버(41)를 흡입용 하우징 부재(12)에 부착할 때, 내통부(43a)의 선단부 근처의 부분이 흡입용 하우징 부재(12)와 커버(41)의 치수 공차(dimensional tolerance)를 보상하도록 구부려 진다. 이로 인해, 내통부(43a)가 신장부(12f)와 용이하게 접촉되어 진다. 또한, 커버(41)를 흡입용 하우징 부재(12)에 용이하게 부착할 수 있다.
예컨대, 연장부에 대응하는 원통 부재를 커버(41)와 분리하여 설치할 수도 있다. 예컨대, 연장부에 대응하는 원통 부재가 커버(41)상에 형성되도록 원통 부재를 내통부(43a)에 부착할 수도 있다.
내통부(43a)의 선단부(431a)가 신장하는 방향으로 상기 선단부(431a)가 신장부(12f)와 면하는 시일 부재(51)의 단부면(511)과 동일 위치까지 돌출될 수도 있다. 즉, 내통부(43a)가 시일 부재(51)의 적어도 내주면(51a)을 덮는 위치까지 내통부(43a)를 신장시킬 수 있다.
내통부(43a)를 시일 부재(51)의 내주면(51a)의 일부상에 형성할 수도 있다. 이 경우, 시일 부재(51)의 내주면(51a)내의, 노이즈에 민감한 임의의 부분상에 형성할 수도 있다.
내통부(43a)가 시일 부재(51)의 내주면(51a)에 접촉할 필요가 없다.
모터 구동 회로(40)가 수용 공간(41a)내에서 커버(41)에 부착될 수도 있다.
커버(41)는 예컨대, 흡입용 하우징 부재(12)의 외주면에 부착될 수도 있다.
전술한 실시 형태에 있어서는, 차폐부(43)를 금속 코어로서 사용하는 소성재에 의해 형성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 커버(41)를 다른 방법으로 형성할 수도 있다. 예컨대, 소성부(42)상에 체결용 돌기(engaging projection)를 형성하고 상기 체결용 돌기와 결합되는 체결용 구멍을 차폐부(43)에 형성할 수도 있다. 체결용 돌기와 체결용 구멍 사이의 결합과 함께 소성부(42)와 차폐부(43)를 조합하므로써 커버(41)를 형성할 수도 있다.
차폐부(43)는 철과 구리와 같은 전도재(conductive material)로 형성할 수도 있다.
전술한 실시 형태에 있어서는, 압축부(15)와, 전기 모터(16) 및, 모터 구동 회로(40)의 순서로 회전축(19)의 축방향으로 배치되어 있으나, 배치 순서는 상기한 것으로만 제한 되는 것은 아니다. 예컨대, 모터 구동 회로와, 압축부 및, 전기 모터의 순서로 회전축(19)의 축방향으로 배치될 수도 있다.
압축부는 예컨대, 피스톤식이거나 베인식(vane type) 일 수도 있다.
따라서, 본 발명의 상기 실시 형태는 예시적인 것으로 한정적인 것이 아니므로, 본 발명은 여기에 언급된 것으로 제한되지 않고, 첨부의 특허청구의 범위의 범위와 균등의 범위내에서 변형될 수 있다.

Claims (6)

  1. 금속재의 하우징과,
    상기 하우징내에 수용된 압축부와 전기 모터와,
    상기 하우징에 부착되며, 소성재(plastic material)로 형성되는 소성부(plastic portion)와, 전자기적 노이즈를 차단하는 금속재의 차폐부(shield)로 구성된 커버와,
    상기 하우징과 상기 커버에 의해 구획되는(defined) 수용공간내에 수용되어, 상기 전기 모터를 구동하는 모터 구동 회로 및,
    상기 하우징과 상기 커버 사이에 위치되는 탄성의 시일 부재를 포함하는 전동 압축기에 있어서,
    상기 차폐부가 상기 하우징을 향해 신장하고 상기 시일 부재의 내측에 배치되는 연장부(extended portion)를 구비하며,
    상기 연장부는 상기 하우징과 접촉하는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장부는 스프링성(spring property)을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 시일 부재의 전(全) 내주면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전동 압축기가,
    상기 하우징내에 수용되어, 상기 전기 모터를 구성하는 회전자와,
    상기 하우징내에 수용되어 상기 회전자와 일체로 회전하는 회전축을 추가로 포함하며,
    상기 압축부, 상기 전기 모터 및, 상기 모터 구동 회로의 순서로 상기 회전축의 축방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 소성부의 전(全) 내측면에 걸쳐 신장하는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 시일 부재와 접촉하는 환형의 신장부(annular extension)를 구비하며, 상기 연장부는 환형이며, 상기 신장부와 접촉하는 선단부를 갖는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.

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