KR101939216B1 - 전동 압축기의 고전압 터미널 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동 압축기의 고전압 터미널 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는, 고전압 터미널 리드의 폭이 증가되어 강성이 향상되고, 고전압 터미널 단자대에 지지부가 형성되어 회로기판을 지지함으로써 고전압 터미널 리드의 파손이 방지될 수 있도록 된 전동 압축기의 고전압 터미널 장치를 제공한다.

Description

전동 압축기의 고전압 터미널 장치{HIGH VOLTAGE TERMINAL DEVICE OF ELECTRIC MOTOR-DRIVEN COMPRESSOR}

본 발명은 전동 압축기의 고전압 터미널 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터미널 리드의 강성이 향상되고, 터미널 리드가 연결되는 회로기판을 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 된 전동 압축기의 고전압 터미널 장치에 과한 것이다.

화석연료의 고갈과 더불어 높아지는 환경오염에 대한 인식으로 인해, 갈수록 친환경 제품에 대한 선호도가 높아지고 있으며, 신규 에너지원, 신재생 에너지, 고효율 에너지 제어 기술 또한 나날이 발전하고 있다.

그에 부응하기 위해, 자동차 분야에서도 화석연료-전기에너지 하이브리드 자동차나 전기 자동차, 수소연료전지 자동차 등 다양한 종류의 친환경 자동차들이 개발되어 그 비중을 높여가고 있다.

따라서, 통상적으로 엔진과 벨트로 연결되어 구동되던, 자동차 공조장치의 압축기도 전기로 구동되는 전동 압축기가 개발되었다.

전동압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(10), 구동부(20), 및 압축부(30)로 이루어진다.

제어부(10)는 구동부(20)로의 전력 공급을 제어하는 곳으로, 내부에 상기 고전압 와이어(11)에 연결되는 고전압 단자대(12)와, 전력 공급 제어를 위한 전기회로가 구성된 회로기판(PCB ; 13)이 설치된다.(도 2 동시 참조)

구동부(20)는 일종의 모터로서, 내부에 고정자와 회전자 및 회전자에 연결된 구동샤프트를 구비하고 있다.

압축부(30)는 냉매의 유입구와 배출구가 형성되어 있으며, 내부에 상기 구동샤프트에 연동되는 압축수단(한쌍의 스크롤, 또는 다수의 가동익을 갖춘 로터 등, 압축수단의 종류는 다양하다.)을 구비한다.

따라서, 제어부(10)를 통해 구동부(20)로 전력이 공급되면, 압축부(30)에서 압축수단이 작동하여 냉매를 흡입, 압축, 토출함으로써 냉매 싸이클의 지속적인 순환이 이루어져 차량 실내가 냉방된다.

상기 고전압 단자대(12)에는 고전압 와이어(11)와 전기적으로 연결되는 고전압 터미널(15)이 구비된다. 고전압 터미널(15)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 메인부(15a)의 상부에 상부편(15b)이 형성되고 하부에 리드(15c)가 형성된 대략 디귿자 형상의 물품으로서 플라스틱 재질의 고전압 단자대(12)에 삽입 고정된다.

상기 리드(15c)의 단부는 상방으로 절곡 연장되어 있으며, 회로기판(13)에 형성된 구멍에 하부에서 상방으로 삽입되어 납땜 된다.

한편, 상기 고전압 터미널(15)에는 전기 저항에 의해 열이 발생하고, 기본적으로 압축기 작동 및 차량 운행에 의해 진동이 발생한다.

그런데, 고전압 터미널(15)의 구조적 특성상 상기 리드(15c)가 열 및 진동에 가장 취약하여 주로 파손되는 문제가 있었다.(리드 폭 = 1.5mm)

그러나, 리드(15c)의 폭을 무조건 증가시킬 경우, 제작 시 밴딩이 어려워지고, 회로기판(13)에 납땜할 때 작업성이 나쁨은 물론 땜납의 사용량도 증가하게 되는 문제가 있었다.

KR 10-2013-0025601 A (2013.03.12 공개)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 고전압 터미널의 리드가 진동 및 열 충격에 대한 충분한 강성을 가지면서도 납땜이 용이한 전동 압축기의 고전압 터미널 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 전동 압축기의 제어부에 설치된 고전압 단자대, 상기 고전압 단자대에 삽입 설치된 고전압 터미널, 상기 고전압 터미널의 리드와 연결되는 회로기판 및 상기 고전압 단자대에 돌출 형성되어 상기 회로기판을 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 고전압 터미널의 리드 단부는 상방으로 절곡 연장되어 회로기판에 형성된 구멍에 삽입된 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 고전압 터미널 장치가 제공된다.

상기 고전압 터미널의 리드는 3.0mm 이상 ~ 6.5mm 이하의 폭을 갖는 것이 바람직하다.

상기 고전압 터미널의 리드 단부는 회로기판의 상면에서 납땜 된다.

상기 지지부는 고전압 단자대의 측면에서 전방 방향으로 돌출 형성되어 회로기판의 모서리 부분을 지지한다.

상기 고전압 터미널은 메인부와, 메인부의 상부에서 절곡 연장된 상부편과, 메인부의 하부에서 절곡 연장된 상기 리드를 포함한다.

상기 고전압 단자대는 고전압 터미널 설치 공간이 격벽으로 구획된다.

상기 회로기판의 모서리 부분이 상기 지지부에 스크류로 고정될 수 있다

본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기의 고전압 터미널 장치에 의하면, 고전압 터미널의 리드 폭이 적절히 증가되어 진동 및 열 충격에 대한 내구성이 향상되므로 리드가 파손되지 않고, 밴딩 및 납땜 성능의 저하가 방지되는 효과가 있다.

또한, 고전압 단자대에 형성된 지지부가 회로기판을 지지하게 되므로 리드의 진동에 대한 내구 강도가 더욱 향상될 뿐만 아니라, 회로기판 자체의 지지 상태도 견고해지는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 전동 압축기의 사시도.
도 2는 제어부에서 고전압 단자대 설치부의 부분 확대도(커버 제거 상태).
도 3은 종래 고전압 터미널의 사시도.
도 4는 회로기판과 고전압 터미널의 연결 상태 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 터미널의 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고전압 터미널의 사시도.
도 7은 도 4의 대응도로서, 도 7은 회로기판과 고전압 터미널 및 고전압 단자대의 설치 상태도.
도 8은 도 7의 사시도.
도 9는 고전압 터미널의 피로 시험 결과를 표시한 피로한도선도.

이하, 본 발명인 전동 압축기의 고전압 터미널 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

실시예

도 5와 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 고전압 터미널의 사시도이고, 도 7은 회로기판과 고전압 터미널 및 고전압 단자대의 설치 상태도이고, 도 8은 도 7의 사시도이다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기의 고전압 터미널 장치는, 전동 압축기의 제어부에 설치된 고전압 단자대(100)와, 고전압 단자대(100)에 삽입 설치된 고전압 터미널(200)과, 고전압 터미널(200)과 연결되는 회로기판(300)을 포함하고, 상기 고전압 터미널(200)의 리드(230)는 진동 및 열충격에 대응할 수 있도록 충분히 넓은 폭으로 형성된다.

상기 고전압 터미널(200)은 직사각형 판재 형상이고 중앙에 홀이 형성된 메인부(210)와, 메인부(210)의 상단에서 절곡 연장된 상부편(220)과, 메인부(210)의 하단에서 절곡 연장된 리드(230)로 이루어진다.

리드(230)의 단부는 상방을 향해 절곡 연장 형성된다.

상기 고전압 터미널(200)의 리드(230)는 메인부(210)로부터 밴딩 성형하고, 고전압 터미널(200) 리드(230)의 단부를 상방으로 밴딩 성형할 때 밴딩이 용이하게 이루어짐은 물론 회로기판(300)과 납땜할 때 납땜이 용이하게 이루어질 수 있도록 지나치게 넓지 않은 폭으로 형성된다.

상기와 같은 형상의 고전압 터미널(200)은, 플라스틱 재질로 이루어지고 고전압 터미널 설치 공간이 격벽으로 구획되어 있는 고전압 단자대(100)에 삽입 설치된다.

고전압 단자대(100)에 설치된 고전압 터미널(200)의 리드(230) 단부는 회로기판(300)의 단부에 형성된 구멍에 하부에서 상방으로 삽입된 후 회로기판(300) 상면에서 납땜 된다.

또한, 상기 고전압 단자대(100)의 측면에는 상기 회로기판(300)의 양측 모서리부를 지지해주는 지지부(110)가 돌출 형성된다.

즉, 회로기판(300)은 고전압 단자대(100)의 지지부(110)에 의해 지지된 상태에서 고전압 터미널(100)의 리드(230)와 납땜되는 것이다.

한편, 도시하지 않았으나, 경우에 따라서는 회로기판(300)의 양측 모서리 부분의 1개소 또는 2개소를 고전압 단자대(100)의 지지부(110)에 스크류로 고정할 수도 있다.

아래 표1과 같이, 고전압 터미널(200)의 시료 및 지지구조를 조합하여 6가지 타입의 각 케이스에 대하여 피로시험을 실시하고, 이를 도 9와 같이 피로한도선도에 표시하였다.(시험조건 : 진동 20Grms, 주변 온도 115℃)

	베이스	type 1	type 2	type 3	type 4	type 5
리드 폭	1.5mm	1.5mm	1.5mm	6.5mm	3mm	6.5mm
지지구조	없음	2개소 스크류 고정	1개소 스크류 고정	없음	단자대 지지	1개소 스크류 고정

도 9에서 적색 점선은 항복강도선이고, 청색 점선은 구드만 피로 방정식(Goodman fatigue equation)을 만족하는 구드만 피로한도선이며, 이 두 선도의 교차 영역인 검정색 실선 아래 부분이 피로한도 이하의 허용 구역이다.

시험 결과 type 3(리드 폭 6.5mm, 지지구조 없음)와 type 5(리드 폭 6.5mm, 1개소 스크류 고정)의 경우를 나타낸 점 E와 점 G가 피로한도선(검정 실선)으로 부터 가장 멀리 떨어진 안전한 상태를 나타냄을 알 수 있다.

또한, 여러 타입 중 type4(점 F)의 경우(리드 폭 3mm, 단자대 지지)도 상대적으로 피로 파괴에 대해 안전함을 알 수 있다.

점 F와 근접한 점 C 즉, type 1의 경우, 리드 폭이 종래 수준인 1.5mm 이지만 진동 대응을 위해 2개소나 스크류를 고정하는 타입으로서 공수가 증가되므로 실시에서 배제된다.

따라서, type 3,4,5의 경우가 리드(230) 폭으로써 실시 가능하다.

즉, 리드폭이 1.5mm 인 경우에는 피로에 대한 대응 강성이 낮거나 보강을 위한 공수 증가 정도가 높으므로 적절치 않고, 3mm 이상이 리드 폭으로서 적당하다.

한편, 리드폭이 6.5mm 를 초과하는 경우, 리드(230)의 상단을 상방으로 밴딩하는데 많은 힘이 소요되므로 작업성이 떨어진다.

또한, 리드폭이 6.5mm 를 초과하는 경우, 리드(230)의 폭이 과도하게 넓어서 회로기판(300)에 납땜할 때 납땜 작업이 용이하지 않으며(작업 시간도 오래 걸리고, 납땜이 깔끔하게 이루어지지 않는다.), 땜납의 사용량도 증가하여 비용 증가의 원인이 된다.

상기와 같은 이유에 의하여 고전압 터미널(200)의 리드(230) 폭은 3.0mm 이상 6.5mm 이하의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 바와 같이, 고전압 단자대(100)의 측면에는 고전압 단자대(100)의 전방 및 측면으로 돌출된 지지부(110)가 형성된다.

고전압 단자대(100)의 전면에는 고전압 터미널(200)의 리드(230)가 돌출된 후 상방으로 절곡되어 회로기판(300)의 연결 구멍에 삽입되어 있기 때문에 회로기판(300)을 지지할 지지부(110)를 형성하기 부적합하다.

따라서, 상기 지지부(110)가 고전압 단자대(100)의 측면에 부가 형성되되, 그 돌출 부분이 고전압 터미널(200)의 전방 방향으로 확장되어 회로기판(300)의 모서리 부분을 지지할 수 있도록 된 것이다.(지지부(110)가 고전압 단자대(100)의 전면 폭 영역을 침범하지 않는다.)

상기와 같이, 고전압 터미널(200)의 리드(230) 폭이 증가되고, 리드(230)가 연결되는 회로기판(300)이 고전압 단자대(100)에 일체로 형성된 지지부(110)에 의해 지지되므로 리드(230)의 진동 및 충격에 대한 강성이 크게 향상됨으로써 고전압 터미널(200)의 내구 수명이 증가된다.

100 : 고전압 단자대 110 : 지지부
200 : 고전압 터미널 210 : 메인부
220 : 상부편 230 : 리드
300 : 회로기판

Claims (7)

1. 전동 압축기의 제어부에 설치된 고전압 단자대(100);
   상기 고전압 단자대(100)에 삽입 설치된 고전압 터미널(200);
   상기 고전압 터미널(200)의 리드(230)와 연결되는 회로기판(300); 및
   상기 고전압 단자대(100)에 돌출 형성되어 상기 회로기판(300)을 지지하는 지지부(110);를 포함하고,
   상기 고전압 터미널(200)의 리드(230) 단부는 상방으로 절곡 연장되어 회로기판(300)에 형성된 구멍에 삽입되고,
   상기 고전압 터미널(200)의 리드(230)는 3.0mm 이상 ~ 6.5mm 이하의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 고전압 터미널 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 고전압 터미널(200)의 리드(230) 단부는 회로기판(300)의 상면에서 납땜되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 고전압 터미널 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부(110)는 고전압 단자대(100)의 측면에서 전방 방향으로 돌출 형성되어 회로기판(300)의 모서리 부분을 지지하는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 고전압 터미널 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 고전압 터미널(200)은 메인부(210)와, 메인부(210)의 상부에서 절곡 연장된 상부편(220)과, 메인부(210)의 하부에서 절곡 연장된 상기 리드(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 고전압 터미널 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 고전압 단자대(100)는 고전압 터미널(200) 설치 공간이 격벽으로 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 고전압 터미널 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 회로기판(300)의 모서리 부분이 상기 지지부(110)에 스크류로 고정되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기의 고전압 터미널 장치.
   

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