KR101494084B1 - 모터 구동식 압축기 - Google Patents

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다츠야 이토오
켄 스이토오
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

본 발명의 목적은 차량 등에 신뢰성 있게 고정 가능하고 우연한 충돌로 인한 외력의 수용 시에도 하우징 내에 수용된 요소들을 신뢰성 있게 보호할 수 있는 모터 구동식 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 모터 구동식 압축기(11)는 유체를 압축하기 위한 압축 기구(14), 압축 기구(14)를 구동하기 위한 전기 모터(16), 전기 모터(16)를 구동하기 위한 모터 구동 회로, 및 하우징(13)을 포함한다. 하우징은 압축 기구(14), 전기 모터(16), 및 모터 구동 회로(18)를 수용한다. 충돌에 기인한 외력으로부터 하우징(13)을 보호하기 위한 커버(28)가 하우징(13)의 외측에 고정된다. 커버(28)는 하우징(13)에 대해 간극(A)을 거쳐서 배열되고, 커버(28)에 인가된 외력을 간극(A)에 의해 흡수한다.

Description

모터 구동식 압축기{MOTOR-DRIVEN COMPRESSOR}
본 발명은 유체를 압축하기 위한 압축 기구 및 압축 기구를 구동하기 위한 전기 모터를 포함하는 모터 구동식 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 모터 구동식 압축기는 하이브리드 차량 및 전기 자동차에 공조 장치의 부품으로서 장착된다. 모터 구동식 압축기에는 유체를 압축하기 위한 압축 기구 및 압축 기구를 구동하기 위한 전기 모터가 서로 통합되어 포함된다.
예를 들어, 하이브리드 자동차는 주행 구동원으로서 내연 기관 및 전기 모터를 채용하고, 내연 기관 및 전기 모터는 엔진 룸 내에 배열되어 있다. 하이브리드 자동차는 모터 구동식 압축기가 내연 기관에 직접 고정된 레이아웃 구조를 채용할 수 있다. 이러한 경우, 모터 구동식 압축기는 엔진 룸 내에 차체의 일부를 구성하는 프레임 또는 측면 부재에 인접한 위치에 배열된다.
그에 반하여, 전기 자동차는 주행 구동원으로서 주행 전기 모터를 채용하고, 주행 전기 모터는 모터 룸 내에 배열된다. 전기 자동차는 모터 구동식 압축기가 주행 전기 모터의 전방 부분 또는 측방 부분에 고정된 레이아웃 구조를 채용할 수 있다. 모터 구동식 압축기는 모터 룸 내의 프레임 또는 측면 부재 상에 배열될 수 있다.
특허 문헌 1에는 차량용 모터 구동식 압축기가 개시되어 있다. 이러한 모터 구동식 압축기에서, 압축 기구 및 전기 모터는 하우징 내에 수용되어 있다. 또한, 전기 모터의 회전을 제어하기 위한 모터 구동 회로가 하우징의 외부에 배치된다. 모터 구동 회로를 외력으로부터 보호하기 위한 커버가 모터 구동식 압축기의 모터 구동 회로의 외측 상에 구비되어 있다. 커버가 우연한 충돌에 의해 외력을 받게 되더라도 모터 구동식 압축기는 모터 구동 회로 또는 고압 케이블 등에 대해 그의 기능을 악화시킬 수 있는 손상에 영향을 받지 않는다.
동일한 모터 구동식 압축기에서, 하우징은 차량에 고정되는 각부(leg portion)를 포함하고, 각부의 말단측의 보스부(boss portion)에는 응력 집중부가 구비된다. 따라서, 모터 구동식 압축기가 외력을 받는 경우, 보스부가 각부의 근위측(root side)에 앞서 파열되어, 각부는 모터 구동식 압축기 및 모터 구동 회로와 일체로 이동한다. 그에 따라서, 예를 들어, 근위부로부터 파열된 각부가 모터 구동 회로와 간섭하는 것이 방지된다.
[특허 문헌 1] JP-A-2009-85082
그러나, 전술된 특허 문헌 1에 개시된 모터 구동식 압축기에서, 커버는 모터 구동 회로를 보호하는 기능만을 갖고 있다. 따라서, 우연한 충돌의 경우에 커버에 의해 보호하기 불가능할 만큼 큰 외력이 모터 구동식 압축기에 인가되면, 모터 구동식 압축기가 차량의 엔진에 고정된 경우에 커버의 손상과 함께 모터 구동 회로에 대한 손상의 발생 가능성이 높다.
이러한 구성의 모터 구동식 압축기에는 각부의 말단측의 보스부 상에 응력 집중부가 마련되어 외력의 수용 시 보스부가 각부의 근위측에 앞서 파열되도록 한다. 그러나, 응력 집중부는 각부의 강도를 전적으로 낮추는 구조를 가져서, 모터 구동식 압축기를 차량 등에 신뢰성 있게 고정시키는 발상과는 상반된다.
본 발명은 전술된 이러한 문제의 관점에서 창작된다. 본 발명의 목적은 차량 등에 신뢰성 있게 고정 가능하고 우연한 충돌로 인한 외력의 수용 시에도 하우징 내에 수용된 요소들을 신뢰성 있게 보호할 수 있는 모터 구동식 압축기를 제공하는 것이다.
전술된 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 모터 구동식 압축기는
유체를 압축하기 위한 압축 기구;
압축 기구를 구동하기 위한 전기 모터;
전기 모터를 구동하기 위한 모터 구동 회로; 및
압축 기구, 전기 모터, 및 모터 구동 회로를 수용하기 위한 하우징을 포함하고,
충돌에 기인한 외력으로부터 하우징을 보호하기 위한 커버가 하우징의 외측에 고정되고,
커버는 하우징에 대해 간극을 두고 배열되며, 커버에 인가된 외력은 간극에 의해 흡수된다.
본 발명의 다른 태양 및 이점은, 예로서 본 발명의 원리를 도시하는 첨부 도면과 함께 취할 때 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 개략 평면도.
도 2는 제1 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 개략 측면도.
도 3은 제1 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 개략 정면도.
도 4는 제1 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 분해 사시도.
도 5는 충돌 후 상태에 있는 제1 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 일례를 도시하는 개략 평면도.
도 6은 제2 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 개략 평면도.
도 7은 제2 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 개략 측면도.
도 8은 제3 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 개략 정면도.
도 9a는 제4 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 개략 측면도.
도 9b는 제4 실시예에 따른 모터 구동식 압축기의 개략 정면도.
(제1 실시예)
이제 도면을 참조하여, 제1 실시예에 따른 모터 구동식 압축기가 아래에서 설명될 것이다. 본 실시예에서, 하이브리드 자동차에 장착된 모터 구동식 압축기가 예로서 설명될 것이다. 모터 구동식 압축기는 차량용 공조 장치의 냉각 회로의 부품을 구성하는 요소이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 주행을 위한 엔진(10)이 하이브리드 자동차(이하, "차량"이라 함)의 엔진 룸 내에 설치된다. 도 1에서, 하부측은 차량의 전방측에 대응하고, 상부측은 차량의 후방측에 대응하고, 좌측 및 우측 방향은 차량의 폭 방향에 대응한다. 다른 도면도 도 1과 일치한다.
엔진 룸 내에는, 도시되지 않은 주행용 모터, 발전기, 전력 제어 유닛(PCU) 등이 엔진(10)에 추가하여 설치되어 있다. 엔진 룸은 차체의 일부로서 측면 부재(도시되지 않음) 및 차량을 구성하는 프레임(도시되지 않음)에 의해 분할됨으로써 형성된 공간이다.
본 실시예에서, 모터 구동식 압축기(11)는 복수의 체결 볼트(12)에 의해 엔진(10)의 좌측 표면에 고정된다. 각각의 체결 볼트(12)는 본 발명의 체결 장치에 대응한다. 모터 구동식 압축기(11)는 알루미늄계 금속 재료로 형성된 원통형 하우징(13)을 포함한다. 하우징(13)은 압축 기구(14)를 수용하는 제1 하우징부(15), 전기 모터(16)를 수용하는 모터 하우징부(17), 및 모터 구동 회로(18)를 수용하는 제2 하우징부(19)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 하우징부(15)의 전방 단부 및 모터 하우징부(17)의 후방 단부는 결합되어 있다. 모터 하우징부(17)의 전방 단부 및 제2 하우징부(19)의 후방 단부가 또한 결합되어 있다.
모터 하우징부(17)에는 모터 하우징부(17)의 외주면 상에 고정용 대상물로서 엔진(10)에 모터 구동식 압축기(11)를 고정하기 위한 3개의 각부(20, 21, 22)가 구비된다. 각부(20 내지 22)에는 각각의 체결 볼트(12)의 삽입을 허용하기 위한 각각의 삽입 구멍(23)이 형성된다.
도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각부(20)의 우측 단부에 인접하는 베이스부(24), 각부(21)의 우측 단부에 인접하는 베이스부(25), 및 각부(22)의 우측 단부에 인접하는 베이스부(26)는 엔진(10)의 좌측 표면 상에 각각 형성된다. 베이스부(24 내지 26)에는 각각의 체결 볼트(12)가 나사 결합되도록 하는 나사 구멍(27)이 형성된다.
모터 구동식 압축기(11)가 엔진(10)에 고정된 상태에서, 모터 구동식 압축기(11)는 횡방향으로 장착되도록 배치된다. 2개의 각부(20, 21)는 모터 하우징부(17)의 상부측에 위치되고, 하나의 각부(22)는 모터 하우징부(17)의 하부측에 위치된다. 각부(20 내지 22)의 각각의 삽입 구멍(23)의 삽입 방향은 차량의 폭 방향과 정렬된다. 또한, 모터 구동식 압축기(11)가 엔진(10)에 고정된 상태에서, 제2 하우징부(19)는 전방에 위치되고, 제1 하우징부(15)는 후방에 위치되며, 모터 하우징부(17)는 제2 하우징부(19)와 제1 하우징부(15) 사이에 위치된다.
제1 하우징부(15) 내에 수용된 압축 기구(14)는 고정식 스크롤(도시되지 않음) 및 가동식 스크롤(도시되지 않음)이 구비된 스크롤 타입이다. 압축 기구(14)에는 고정식 스크롤 및 가동식 스크롤에 의해 작동 챔버가 형성된다. 작동 챔버의 용량은 고정식 스크롤에 대해 가동식 스크롤이 회동함에 따라 변한다. 따라서, 작동 챔버는 유체로서 냉매를 유입하고, 냉매를 압축하고, 고압의 냉매를 배출한다. 압축 기구(14)는 이들 기능을 수행한다.
모터 하우징부(17) 내에 수용된 전기 모터(16)는 3상 AC 전원에 의해 구동된다. 전기 모터(16)는 압축 기구(14)의 가동식 스크롤을 회동시킴으로써 압축 기구(14)를 구동한다. 전기 모터(16)는 회전축(도시되지 않음)이 구비된 회전자(도시되지 않음) 및 회전자의 주연부를 덮는 고정자(도시되지 않음)를 포함한다. 회전축은 가동식 스크롤에 결합된다. 고정자는 고정자 코일을 포함한다. 고정자는 모터 하우징부(17)의 내벽에 고정된다. 고정자 코일은 고압 전원이 인가되는 부분을 갖는다.
제2 하우징부(19) 내에 수용된 모터 구동 회로(18)는 전기 모터(16)의 회전 제어 및 전기 모터(16)에 대한 전원 공급을 수행한다. 모터 구동 회로(18)는 배터리(도시되지 않음)로부터의 DC 전원을 AC 전원으로 변환하기 위한 절환 소자와 같은 전기 부품들로 구성된다. 모터 구동 회로(18) 및 전기 모터(16)는 클러스터 블록(도시되지 않음) 및 밀봉 단자(도시되지 않음)에 의해 접속된다. 모터 구동 회로(18)는 배터리로부터 전원 공급을 받기 위한 전원 공급 케이블(도시되지 않음)을 갖는다. 모터 구동 회로(18), 클러스터 블록, 밀봉 단자, 및 전원 공급 케이블은 고압 전원이 인가되는 부분이다.
본 실시예에서, 모터 구동식 압축기(11)는 모터 구동 회로(18)를 외력으로부터 보호하도록 구성된 철재 커버(28)를 포함한다. 커버(28)는 제2 하우징부(19)의 전방 단부 표면에 대향하는 보호부(29) 및 보호부(29)와 일체로 결합되고 체결 볼트(12)에 의해 각부(20 내지 22)에 고정된 장착부(30, 31)를 포함한다.
보호부(29)의 전방 표면은 보호용 곡면이다. 보호부(29)의 후방 표면은 평탄 표면이다. 보호부(29)와 제2 하우징부(19) 사이에 간극(A)이 확보된다. 간극(A)은 커버(28)가 외력을 받더라도 커버(28)와 제2 하우징부(19)가 서로 직접 간섭하는 것을 방지하기 위하여 확보된다. 따라서, 간극(A)의 거리는 바람직하게는 엔진 룸 내의 공간적 제한의 관점에서 허용 가능한 범위 내의 가능한 가장 큰 거리로 설정된다.
장착부(30, 31)는 제2 하우징부(19)로부터 제1 하우징부(15)를 향하여 각각 하우징(13)의 외주면을 따라서 연장된 2개의 플레이트 형상 부분이다. 장착부(30, 31)는 보호부(29)의 후방 표면에 대해 직각으로 연장된다. 장착부(30)에는 하우징(13)의 각부(20, 21)의 각각의 삽입 구멍(23)에 대응하는 위치에 각각의 관통 구멍(32)이 형성된다. 장착부(31)에는 하우징(13)의 각부(22)의 삽입 구멍(23)에 대응하는 위치에서 관통 구멍(32)이 형성된다. 체결 볼트(12)는 각각의 관통 구멍(32)을 통하여 삽입되고, 베이스부(24 내지 26)의 나사 구멍(27)에 의해 조여진다. 장착부(30, 31)는 체결 볼트(12)의 헤드부와 각부(20 내지 22) 사이에 고정된다. 즉, 커버(28)는 하우징(13)의 외측에 고정되고 하우징(13)에 대해 간극(A)을 갖고 배열된다.
모터 구동식 압축기(11)가 엔진(10)에 고정된 상태에서, 장착부(30, 31)의 종방향은 차량의 전후 방향과 정렬된다. 따라서, 보호부(29)가 전후 방향 성분을 포함하는 외력을 받을 때, 외력의 전후 방향 성분은 장착부(30, 31)를 거쳐서 체결 볼트(12)로 전달된다.
이어서, 모터 구동식 압축기(11)를 엔진(10)에 고정시키는 과정이 설명될 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각부(20 내지 22)의 우측 단부 표면은 엔진(10)의 베이스부(24 내지 26)에 인접하게 되고, 베이스부(24 내지 26)의 각각의 나사 구멍(27) 및 각부(20 내지 22)의 삽입 구멍(23)은 정렬된다. 커버(28)의 장착부(30, 31)가 각부(20 내지 22)의 좌측 단부 표면에 인접하게 되면, 각부(20 내지 22)의 삽입 구멍(23) 및 장착부(30, 31)의 관통 구멍(32)은 정렬된다. 이어서, 각각의 체결 볼트(12)는 각각의 관통 구멍(32) 및 각각의 삽입 구멍(23)을 통하여 삽입되고, 베이스부(24 내지 26)의 나사 구멍(27) 내에 나사 결합된다. 그에 따라서, 커버(28)는 각부(20 내지 22) 및 체결 볼트(12)에 의해 보유된다. 이어서, 모터 구동식 압축기(11)는 엔진(10)에 고정된다.
모터 구동식 압축기(11)는 냉각 회로의 배관에 연결되고, 모터 구동식 압축기(11)의 전원 공급 케이블은 배터리와 같은 전원 공급측 상의 케이블에 연결된다. 모터 구동식 압축기(11)가 엔진(10)에 고정된 상태에서, 커버(28)의 장착부(30, 31)는 엔진(10)으로부터 차량의 폭 방향으로 가장 먼 위치에서 체결 볼트(12)의 헤드부와 각부(20 내지 22) 사이에 위치된다.
이어서, 모터 구동식 압축기(11)의 작동이 설명될 것이다. DC 전원이 배터리로부터 모터 구동 회로(18)로 공급될 때, 3상 AC 전원을 전기 모터(16)로 공급하는 것이 가능하다. 그에 따라서, 전기 모터(16)는 구동을 위하여 이용 가능한 상태가 된다. 전기 모터(16)가 모터 구동 회로(18)의 제어에 의해 구동되는 경우, 가동식 스크롤은 고정식 스크롤에 대해 회동하고, 압축 기구(14)가 구동된다. 냉각 회로 내의 냉매는 압축 기구(14)의 구동에 의해 압축 기구(14)의 작동 챔버 내로 흡인된다. 작동 챔버 내로 흡인된 냉매는 압축 기구(14)에 의해 압축되고, 압축된 고압 냉매는 냉각 회로로 배출된다. 따라서, 냉각 회로에서, 고온 및 고압의 냉매가 응축기 및 팽창 밸브를 거쳐서 증발기로 공급된다.
부수적으로, 만일 차량이 우연히 다른 차량 또는 지상 구조물과 정면으로 또는 정면에서 비스듬히 충돌하면, 엔진 룸을 구성하는 프레임 및 측면 부재 등은 변형될 수 있고, 그에 의해 모터 구동식 압축기(11)는 어느 정도의 외력을 받는 위험에 직면한다. 도 1의 속이 빈 화살표가 외력을 나타낸다.
본 실시예의 모터 구동식 압축기(11)는 커버(28)의 보호부(29)가 전방 주위에서 특정 범위(R)의 방향으로부터 외력을 받는 상태에 있다. 특정 범위(R)는 커버(28)가 제공되지 않을 때 높은 가능성을 갖고서 모터 구동 회로(18)에 인가될 수 있는 외력의 입력 방향으로의 범위이다. 외력의 크기가 커버(28)에 손상을 일으키지 않는 정도의 힘인 경우, 커버(28)는 외력을 받을 수 있고 모터 구동 회로(18)를 보호할 수 있다.
커버(28)에 손상을 일으킬 수 있는 크기를 갖는 외력이 입력되는 경우, 보호부(29)가 변형될 때에도, 제2 하우징부(19)와 보호부(29) 사이에 형성된 간극(A)이 커버(28)에 인가된 외력을 흡수한다. 따라서, 모터 구동 회로(18)는 외력을 즉각 받지 않는다. 커버(28)가 충돌에 의해 외력을 받을 때, 외력에 의한 하중은 커버(28)를 먼저 거쳐서 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22)로 전달된다. 따라서, 모터 구동 회로(18)는 외력을 즉각 받지 않는다.
커버(28)에 입력되는 외력의 전후 방향 성분은 각각의 체결 볼트(12)의 축방향에 대해 직각 방향이다. 커버(28)의 장착부(30, 31)는 엔진(10)으로부터 차량의 폭 방향으로 가장 먼 위치에서 체결 볼트(12)의 헤드부와 각부(20 내지 22) 사이에 존재한다. 따라서, 과도한 모멘트가 하중을 받는 각각의 체결 볼트(12)에 발생될 수 있다.
과도한 모멘트가 각각의 체결 볼트(12)에 발생되는 경우, 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22) 중 적어도 하나가 손상된다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 모터 구동식 압축기(11)는 각부(20 내지 22) 또는 체결 볼트(12)의 손상으로 인해 엔진(10)으로부터 분리되어 후방으로 이동된다. 후방으로 이동된 모터 구동식 압축기(11)가 프레임 등에 충돌하는 경우에도, 제1 하우징부(15)가 손상된다고 가정하면, 냉매의 누출만을 가져올 수 있다. 엔진 룸 내에서, 모터 구동식 압축기(11)는 외력의 입력측으로부터 멀리 이동되고, 따라서 모터 구동 회로(18)는 외력을 직접 받지 않는다. 간극(A)이 제2 하우징부(19)와 보호부(29) 사이에 형성되기 때문에, 보호부(29)가 모터 구동 회로(18)를 향하여 이동되는 경우에도, 모터 구동 회로(18)는 외력을 즉각 받지 않는다. 더욱이, 커버(28)는 변형되거나 또는 하우징(13)으로부터 멀리 이동하여, 커버(28)가 모터 구동 회로(18)와 간섭하는 경우에도 커버(28)의 변형 또는 분리에 의해 외력에 기초한 에너지는 감소된다. 따라서, 모터 구동 회로(18)의 손상 가능성은 낮다.
본 실시예에 따른 모터 구동식 압축기(11)는 다음의 이점 및 효과를 제공한다.
(1) 커버(28)가 우연한 충돌로 인해 외력을 받더라도, 커버(28)와 제2 하우징부(19) 사이에 형성된 간극(A)은 커버(28)에 인가된 외력을 흡수한다. 따라서, 하우징(13)은 외력을 즉각 받지 않는다. 그에 따라서, 하우징(13)의 제2 하우징부(19)에 수용된 요소이고 고압 전원을 받는 모터 구동 회로(18)는 신뢰성 있게 보호된다. 커버(28)가 외력을 받을 때, 외력에 기인한 하중은 커버(28)를 거쳐서 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22)로 전달된다. 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22)로 전달된 하중이 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22) 중 적어도 하나를 파열시키는 크기를 갖는 경우, 모터 구동식 압축기(11)는 엔진(10)로부터 분리된다. 모터 구동식 압축기(11)는 커버(28)와 일체로 외력의 입력측으로부터 멀리 이동한다. 따라서, 모터 구동 회로(18)는 신뢰성 있게 보호된다.
(2) 커버(28)의 장착부(30, 31)는 체결 볼트(12)가 나사 결합되는 엔진(10)으로부터 가장 먼 위치에 존재하며, 체결 볼트(12)의 헤드부와 각부(20 내지 22) 사이에 위치된다. 따라서, 과도한 모멘트는 하중을 받는 체결 볼트(12)에서 발생될 수 있다. 결과적으로, 과도한 모멘트가 체결 볼트(12)에서 발생될 때, 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22) 중 적어도 하나가 손상된다.
(3) 커버(28)가 그에 손상을 야기하는 크기를 갖는 외력을 받을 때, 모터 구동식 압축기(11)는 엔진(10)으로부터 분리되고 외력의 입력측으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 따라서, 모터 구동 회로(18)가 손상되는 것이 방지된다. 결과적으로, 이러한 타입의 모터 구동식 압축기는 종래 기술에서와 같이 체결 볼트 또는 하우징의 각부를 파손 가능하게 하는 구조를 채용할 필요가 없다. 또한, 이러한 타입의 모터 구동식 압축기는 각부(20 내지 22)의 강도를 저하시키지 않고 모터 구동식 압축기(11)가 엔진(10)에 신뢰성 있게 고정되도록 한다. 더욱이, 모터 구동식 압축기(11)는 정상적인 작동 중에 엔진(10)으로부터 분리되는 위험이 없다. 모터 구동식 압축기(11)는 기존의 각부(20 내지 22) 및 체결 볼트(12)가 사용되고 커버(28)가 추가되는 구성을 가질 수 있다.
(4) 커버(28)는 모터 구동 회로(18)를 보호하는 기능 및 외력의 전후 방향 성분을 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22)에 하중으로서 전달하는 기능을 수행한다. 따라서, 커버(28)는 단순히 모터 구동 회로(18)를 보호할 수 있을 뿐만 아니라 모터 구동식 압축기(11)가 엔진(10)으로부터 분리되도록 하기 위한 하중을 전달할 수 있다.
(5) 커버(28)가 체결 볼트(12)에 의해 각부(20 내지 22)에 고정되기 때문에, 커버(28)를 고정시키기 위한 다른 장치를 제공할 필요가 없다. 따라서, 구성요소의 개수가 증가하는 것을 방지할 수 있다. 커버(28)를 각부(20 내지 22)에 고정하고 모터 구동식 압축기(11)를 엔진(10)에 고정하는 것은 체결 볼트(12)에 의해 동시에 달성된다. 따라서, 고정 작업이 단순화될 수 있다.
(제2 실시예)
도면을 참조하여, 제2 실시예에 따른 모터 구동식 압축기가 설명될 것이다. 본 실시예의 모터 구동식 압축기는 커버의 구조 및 커버를 고정하는 위치에 있어서 제1 실시예의 모터 구동식 압축기와 상이하다. 본 실시예에서, 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는, 제1 실시예의 설명이 포함되고 공통의 도면 부호가 사용된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 모터 구동식 압축기(41)에서, 커버(42)는 각부(20 내지 22)에 고정되지 않고 하우징(13)에 고정된다. 체결 볼트(12)는 모터 하우징부(17) 상에 구비된 각부(20 내지 22)의 삽입 구멍(23)을 관통하여, 엔진(10)의 베이스부(24 내지 26)의 각각의 나사 구멍(27) 내에 나사 결합된다. 그에 따라서, 모터 구동식 압축기(41)는 엔진(10)에 고정된다.
커버(42)에는 보호부(43) 및 장착부(44)가 구비된다. 보호부(43)는 기본적으로 제1 실시예의 커버(28)의 보호부(29)와 동일한 구성을 갖는다. 간극(A)은 보호부(43)와 제2 하우징부(19) 사이에 형성된다. 장착부(44)는 제2 하우징부(19)로부터 하우징(13)의 외주면을 따라서 제1 하우징부(15)를 향하여 연장되는 단일 플레이트 형상부이다. 장착부(44)에는 고정 부재로서 또는 모터 하우징부(17)에 대해 고정하는 고정 볼트(46)의 삽입을 허용하는 관통 구멍(45)이 형성된다. 모터 하우징부(17)에는 고정 볼트(46)가 나사 결합되도록 하는 복수의 나사 구멍(도시되지 않음)이 형성된다. 고정 볼트(46)의 크기 또는 개수는 커버(42)가 받는 외력의 크기를 고려하여 결정될 수 있다. 외력이 커버(42)가 손상되도록 하기에 충분한 크기를 갖더라도, 커버(42)가 모터 하우징부(17)로부터 분리되도록 하지 않는 정도로 고정 볼트(46)의 크기 및 개수가 선택될 수 있다.
본 실시예에서, 고정 볼트(46)는 장착부(44)의 각각의 관통 구멍(45)에 대해 각각 삽입된다. 커버(42)는 고정 볼트(46)를 모터 하우징부(17)의 나사 구멍 내로 나사 결합함으로써 모터 하우징부(17)에 고정된다. 모터 구동식 압축기(41)가 엔진(10)에 고정된 상태에서, 장착부(44)의 종방향은 차량의 전후 방향과 정렬된다. 따라서, 보호부(43)가 전후 방향 성분을 포함하는 외력을 받을 때, 외력의 전후 방향 성분은 장착부(44)를 거쳐서 모터 하우징부(17)에 전달된다.
본 실시예의 모터 구동식 압축기(41)는 커버(42)가 전방 주위에서 특정 범위(R)의 방향으로부터 외력을 받는 구조를 갖는다. 외력의 크기가 커버(42)에 손상을 일으키지 않는 정도의 힘인 경우, 커버(42)는 외력을 받을 수 있고 모터 구동 회로(18)를 보호할 수 있다.
커버(42)에 손상을 일으킬 수 있는 크기를 갖는 외력이 입력될 때, 보호부(43)가 변형되는 경우에도, 제2 하우징부(19)와 보호부(43) 사이에 형성된 간극(A)은 커버(42)에 인가된 외력을 흡수한다. 따라서, 모터 구동 회로(18)는 외력을 즉각 받지 않는다. 커버(42)가 충돌에 의해 외력을 받을 때, 외력에 기인한 하중은 커버(42) 및 모터 하우징부(17)를 먼저 거쳐서 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22)로 전달된다. 따라서, 모터 구동 회로(18)는 외력을 즉각 받지 않는다. 커버(42)에 입력되는 외력의 전후 방향 성분은 체결 볼트(12)의 축방향에 대해 직각인 방향이고, 따라서 과도한 모멘트가 체결 볼트(12)에 발생될 수 있다.
과도한 모멘트가 체결 볼트(12)에 발생되는 경우, 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22) 중 적어도 하나가 손상된다. 모터 구동식 압축기(41)는 각부(20 내지 22) 또는 체결 볼트(12)의 손상에 의해 엔진(10)으로부터 분리되어 후방으로 이동된다. 따라서, 모터 구동식 압축기(41)의 모터 구동 회로(18)는 외력을 즉각 받지 않는다.
본 실시예에 따르면, 커버(42)가 우연한 충돌로 인해 외력을 받더라도, 커버(42)와 제2 하우징부(19) 사이에 형성된 간극(A)은 커버(42)에 인가된 외력을 흡수한다. 따라서, 하우징(13)은 외력을 즉각 받지 않는다. 그에 따라서, 하우징(13)의 제2 하우징부(19)에 수용된 요소이고 고압 전원을 받는 모터 구동 회로(18)는 신뢰성 있게 보호된다.
외력에 기인한 하중은 커버(42) 및 모터 하우징부(17)를 먼저 거쳐서 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22)로 전달된다. 전달된 하중이 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22) 중 적어도 하나를 파열시키는 크기를 갖는 경우, 모터 구동식 압축기(41)는 엔진(10)로부터 분리된다. 모터 구동식 압축기(41)는 커버(42)와 일체로 외력의 입력측으로부터 멀리 이동한다. 따라서, 모터 구동 회로(18)는 보호된다.
더욱이, 과도한 모멘트가 하중을 받는 체결 볼트(12)에서 발생될 수 있다. 결과적으로, 과도한 모멘트가 발생될 때, 체결 볼트(12) 및 각부(20 내지 22) 중 적어도 하나가 손상된다.
커버(42)가 고정 볼트(46)를 이용하여 고정되기 때문에, 커버(42)는 하우징(13)을 엔진(10)에 고정시킨 후에 장착될 수 있다.
(제3 실시예)
도면을 참조하여, 제3 실시예에 따른 모터 구동식 압축기가 설명될 것이다. 본 실시예는 커버의 보호부와 제2 하우징부 사이의 간극에 완충 재료가 개재된 예이다. 본 실시예에서, 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는, 제1 실시예의 설명이 포함되고 공통의 도면 부호가 사용된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 모터 구동식 압축기(51)에서는, 커버(28)의 보호부(29)와 제2 하우징부(19) 사이에 형성된 간극에 완충 재료(52)가 개재된다. 완충 재료(52)는 예를 들어 탄성을 갖는 고무계 재료가 바람직하고, 고무계 재료 이외에 충격을 흡수하는 재료일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 커버(28)가 우연한 차량의 충돌에 의해 외력을 받고 각부(20 내지 22)로부터 분리되더라도, 커버(28)와 제2 하우징부(19) 사이의 간극에 개재된 완충 재료(52)가 충격을 흡수하고, 하우징(13)은 외력을 즉각 받지 않는다. 따라서, 모터 구동 회로(18)에 대한 충격은 감소될 수 있다.
(제4 실시예)
이어서, 제4 실시예에 따른 모터 구동식 압축기가 설명될 것이다. 본 실시예에서, 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는, 제1 실시예의 설명이 포함되고 공통의 도면 부호가 사용된다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 모터 구동식 압축기(61)의 하우징(63)은 원통형인 제1 하우징부(65)와 제1 하우징부(65)의 전방 단부에 결합된 모터 하우징부(67)를 포함한다. 모터 하우징부(67)와 일체로 형성된 제2 하우징부(69)는 모터 하우징부(67)의 상부측에 형성된다.
제1 하우징부(65) 내에는 압축 기구(64)가 수용된다. 모터 하우징부(67) 내에는 전기 모터(66)가 수용된다. 제2 하우징부(69) 내에는 모터 구동 회로(68)가 수용된다.
하나의 각부(70)가 제1 하우징부(65)에 가까운 모터 하우징부(67)의 상부측에 구비된다. 각부(71, 72)가 모터 하우징부(67)의 하부측에 구비된다. 각부(70 내지 72)에는 각각의 체결 볼트(12)의 삽입을 허용하는 각각의 삽입 구멍(73)이 형성되어 있다.
각부(70)의 우측 단부와 인접할 수 있는 베이스부(74), 각부(71)의 우측 단부와 인접할 수 있는 베이스부(75), 및 각부(72)의 우측 단부와 인접할 수 있는 베이스부(도시되지 않음)가 엔진(10) 상에 형성된다. 베이스부(74, 75) 및 도시되지 않은 베이스부에는 각각의 체결 볼트(12)가 나사 결합되도록 하는 나사 구멍(77)이 형성되어 있다.
본 실시예의 커버(78)는 모터 하우징부(67) 및 제2 하우징부(69)를 덮도록 구성된 단면이 역 "L"-자 형상인 보호부(79), 보호부(79)로부터 상부 각부(70)로 연장된 상부 장착부(80), 및 하부측에서 보호부(79)로부터 각부(71, 72)로 연장된 하부 장착부(81)를 포함한다.
보호부(79)는 모터 구동 회로(68)를 보호하도록 구성된 상부 표면 플레이트(82), 및 전기 모터(66)를 보호하도록 구성된 전방 표면 플레이트(83)를 포함한다. 상부 표면 플레이트(82)와 제2 하우징부(69) 사이에는 간극(B)이 형성된다. 전방 표면 플레이트(83)와 모터 하우징부(67)의 단부 표면 사이에는 간극(C)이 형성된다.
상부 표면 플레이트(82)는 전방 표면 플레이트(83)의 상단부로부터 제1 하우징부(65)를 향하여 수평으로 연장된다. 상부 장착부(80)는 상부측에서 상부 표면 플레이트(82)의 측단부로부터 각부(70)를 향하여 연장된다. 각각의 관통 구멍(84)이 각부(70 내지 72)의 삽입 구멍(73)에 대응하는 위치에 형성된다. 하부 장착부(81)는 전방 표면 플레이트(83)의 측단부로부터 제1 하우징부(65)를 향하여 연장된다. 하부 장착부(81)에는 각부(71, 72)의 삽입 구멍(73)에 대응하는 위치에 관통 구멍(84)이 형성된다. 본 실시예의 커버(78)는 각각의 체결 볼트(12)를 체결함으로써 각부(70 내지 72)에 고정 된다.
본 실시예에 따르면, 커버(78)가 우연한 충돌로 인한 외력을 받더라도, 커버(78)와 제2 하우징부(69) 사이의 간극(B) 및 커버(78)와 모터 하우징부(67) 사이의 간극(C)은 커버(78)에 인가된 외력을 흡수한다. 따라서, 하우징(63)은 외력을 즉각 받지 않는다. 그에 따라서, 하우징(63)의 제2 하우징부(69) 및 모터 하우징부(67)에 수용되고 고압 전원을 받는 요소인 모터 구동 회로(68) 및 전기 모터(66)는 신뢰성 있게 보호된다.
외력에 기인하고 체결 볼트(12) 및 각부(70 내지 72)에 전달된 부하가 체결 볼트(12) 및 각부(70 내지 72) 중 적어도 하나를 파열시키는 크기를 갖는 경우, 모터 구동식 압축기(61)는 엔진(10)으로부터 분리된다. 그에 따라서, 모터 구동식 압축기(61)는 커버(78)와 일체로 외력의 입력측으로부터 멀리 이동한다. 따라서, 모터 구동 회로(68)가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
전술된 실시예는 단지 본 발명의 실시예의 예이고, 따라서 본 발명은 전술된 실시예에 한정되지 않고 아래에 기술된 바와 같이 본 발명의 범주 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
비록 하이브리드 자동차에 장착되는 모터 구동식 압축기가 전술된 실시예에서 예로서 설명되었으나, 이는 전기 자동차 또는 내연 기관 차량에 장착되는 모터 구동식 압축기일 수 있다.
비록 모터 구동식 압축기의 고정용 대상물이 전술된 실시예에서는 차량의 엔진이지만, 고정용 대상물은 엔진에 한정되지 않는다. 모터 구동식 압축기의 고정용 대상물은 차량 프레임 또는 측면 부재일 수 있거나, 또는 주행을 위한 모터 또는 발전기와 같은 엔진 룸 또는 모터 룸 내의 장치 또는 부재일 수 있다. 더욱이, 모터 구동식 압축기는 차량의 전방, 후방, 좌측, 우측, 상부 및 하부와 같은 임의의 위치에 구비될 수 있다.
비록 스크롤 타입 압축 기구가 전술된 실시예에서 모터 구동식 압축기에 채용되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 모터 구동식 압축기의 압축 기구는 임의의 타입일 수 있는데, 예를 들어, 날개(vane) 타입 또는 왕복 피스톤 타입의 압축 기구가 채용될 수 있다.
비록 모터 구동 회로가 수용되는 제2 하우징부의 단부 표면의 전체 부분을 커버가 향하는 보호부가 전술된 실시예에서 구비되어 있으나, 보호부는 제2 하우징부의 외주부를 덮는 원통형 형상을 가질 수 있다. 또한, 커버는 제2 하우징부의 단부 표면의 전체가 아닌 일부를 보호하도록 제2 하우징부를 향하는 보호부를 포함할 수 있다.
제2 실시예를 제외한 각각의 실시예에서, 커버의 장착부는 볼트의 헤드부와 각부 사이에 고정된다. 그러나, 장착부는 볼트의 헤드부와 각부 사이에 고정되는 것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 장착부는 엔진의 베이스부와 각부 사이에 고정될 수 있다.
제3 실시예를 제외한 각각의 실시예에서, 간극은 커버와 제2 하우징 사이에 형성된다. 그러나, 완충 재료가 제3 실시예에서와 같이 각각의 간극에 개재될 수 있다.
제4 실시예를 제외한 각각의 실시예에서, 모터 구동 회로가 수용되는 제2 하우징부 및 모터 하우징부는 결합된다. 그러나, 모터 하우징부 및 제2 하우징부는 일체로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 제2 하우징부는 덮개 부재에 의해 덮일 수 있다.
커버는 철재로 제한되지 않고, 철 합금 또는 스테인리스 강과 같은 강성이 높은 금속에 더하여 FRP 등일 수 있다.
10: 엔진(고정용 대상물)
11, 41, 51, 61: 모터 구동식 압축기
12: 체결 볼트(체결 장치) 13, 63: 하우징
14, 64: 압축 기구 15,65: 제1 하우징부
16, 66: 전기 모터 17, 67: 모터 하우징부
18, 68: 모터 구동 회로 16, 69: 제2 하우징부
20, 21, 22, 70, 71, 72: 각부 28, 42, 78: 커버
29, 43, 79: 보호부 30, 31, 44: 장착부
32, 45, 84: 관통 구멍 46: 고정 볼트
52: 완충 재료 80: 상부 장착부
81: 하부 장착부 82: 상부 표면 플레이트
83: 전방 표면 플레이트 A, B, C: 간극
R: 특정 범위

Claims (11)

  1. 유체를 압축하기 위한 압축 기구;
    압축 기구를 구동하기 위한 전기 모터;
    전기 모터를 구동하기 위한 모터 구동 회로; 및
    압축 기구, 전기 모터, 및 모터 구동 회로를 수용하기 위한 하우징을 포함하고,
    충돌에 기인한 외력으로부터 하우징을 보호하기 위한 커버가 하우징의 외측에 고정되고,
    커버는 하우징에 대해 간극을 두고 배열되며, 커버에 인가된 외력은 간극에 의해 흡수되도록 구성되고,
    상기 하우징은, 삽입 구멍이 형성되고, 상기 삽입 구멍에 삽입되는 체결 수단에 의해 차량에 고정되는 각부를 갖고，
    상기 커버는, 보호부와, 상기 보호부에 연결되는 장착부를 갖고,
    상기 보호부는, 상기 하우징과의 사이에 상기 간극을 두고 배치됨과 함께，상기 체결 수단의 삽입 관통 방향으로 연장되고,
    상기 장착부는, 상기 체결 수단의 상기 삽입 관통 방향과 교차하는 방향으로 연장됨과 함께, 상기 각부에 고정되어 있는 모터 구동식 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    하우징은 복수의 하우징부를 포함하고,
    커버는 모터 구동 회로를 수용하는 하우징부를 덮는 모터 구동식 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    체결 수단은 헤드부를 갖는 체결 볼트이고,
    모터 구동식 압축기를 고정하기 위한 고정용 대상물은 각부의 일 단부와 인접하게 되는 베이스부를 포함하고,
    베이스부에는 체결 볼트가 나사 결합되도록 하는 나사 구멍이 형성되고,
    각부에는 체결 볼트의 삽입을 허용하는 삽입 구멍이 형성되고,
    장착부에는 체결 볼트의 삽입을 허용하는 관통 구멍이 형성되는 모터 구동식 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    장착부는 고정용 대상물로부터 가장 먼 위치에서 체결 볼트의 헤드부와 각부 사이에 위치되는 모터 구동식 압축기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    완충 재료가 간극 내에 개재되는 모터 구동식 압축기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    커버는 전기 모터를 수용하는 하우징부를 덮는 모터 구동식 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    완충 재료가 간극 내에 개재되는 모터 구동식 압축기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장착부는, 상기 장착부와 상기 차량의 사이에 상기 모터 구동식 압축기가 배치되도록, 상기 하우징에 고정되어 있는 모터 구동식 압축기.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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