KR102031850B1

KR102031850B1 - 전동식 압축기

Info

Publication number: KR102031850B1
Application number: KR1020180043509A
Authority: KR
Inventors: 김태경; 남상훈; 문제현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2019-10-14

Abstract

본 발명에 따른 전동식 압축기는, 압축기 케이싱; 상기 압축기 케이싱의 내부에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터에 결합되는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 냉매를 압축하는 압축기구부; 복수 개의 소자가 기판에 장착되어 상기 압축기 케이싱의 외부에 구비되며, 상기 구동모터를 구동시키는 인버터 기판; 및 상기 인버터 기판을 수용하여 상기 압축기 케이싱에 결합되는 인버터 커버;를 포함하고, 상기 인버터 커버의 내측면은 적어도 일부가 상기 인버터 기판에 장착된 소자와 반경방향으로 중첩되도록 구비될 수 있다.

Description

전동식 압축기{MOTOR OPERATED COMPRESSOR}

본 발명은 전동식 압축기에 관한 것이다.

전동식 압축기는 여러 압축 방식 중에서 고압축비 운전에 적합한 스크롤 압축 방식이 주로 적용되고 있다. 이러한 스크롤 방식의 전동식 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부에 회전모터로 된 전동부가 설치되고, 전동부의 일측에 고정스크롤과 선회스크롤로 이루어진 압축부가 설치되며, 전동부와 압축부는 회전축으로 연결되어 전동부의 회전력이 압축부로 전달된다. 압축부로 전달되는 회전력은 선회스크롤을 고정스크롤에 대해 선회운동을 시켜 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 2개 한 쌍의 압축실을 형성하여, 냉매를 양쪽 압축실로 각각 흡입시켜 압축하고 동시에 토출하는 방식이다.

전동식 압축기는 정속 모터를 비롯하여 모터의 운전 속도를 가변할 수 있는 인버터 방식의 압축기도 개발되고 있다. 이러한 인버터 방식의 전동식 압축기는 인버터 모듈이 압축기 모듈의 외부에 장착되고, 그 압축기 모듈을 관통하는 터미널을 이용하여 인버터 모듈을 압축기 모듈의 내부에 구비된 모터와 전기적으로 연결하고 있다.

인버터 모듈은 압축기 모듈의 일부를 이루는 압축기 케이싱에 인버터 관련 부품을 고정하고, 인버터 커버로 복개하여 외부의 충격이나 이물질로부터 인버터 관련 부품을 보호하게 된다. 종래의 인버터 모듈은 일본공개특허 제2004-162618호(공개일: 2004.06.10, 선행기술1) 및 대한민국 공개특허 10-2012-0136162호(공개일: 2012.12.18, 선행기술2)에 개시되어 있다. 선행기술1의 인버터 모듈은 압축기 케이싱의 외주면에 설치되는 것이고, 선행기술2의 인버터 모듈은 압축기 케이싱의 길이방향 일측면에 설치되는 것이다. 이러한 선행기술1 및 선행기술2에는 인버터 관련 부품을 수용하는 인버터 커버가 각각 구비되어 있다.

상기와 같은 전동식 압축기는, 압축기의 크기를 소형화하는 것이 유리하다. 즉, 전동식 압축기가 소형화되면 차량의 엔진룸에서 주변 부품들과의 간섭을 방지할 수 있고 압축기의 무게를 줄여 차량 성능을 높일 수 있다.

그러나, 종래의 전동식 압축기는, 인버터 모듈의 크기가 커지면서 압축기의 크기가 증가되는 문제점이 있었다. 즉, 종래의 인버터 모듈에서는 인버터 커버와 인버터 기판 사이의 간격이 크게 이격됨에 따라 인버터 커버의 체적이 증가하게 되고, 이로 인해 인버터 커버를 포함한 인버터 모듈의 길이가 증가하면서 압축기의 크기가 증가하게 되었다.

또, 종래의 전동식 압축기는, 인버터 커버가 금속 소재로 형성됨에 따라 인버터 커버와 인버터 기판(또는 인버터 소자) 사이에는 절연거리를 확보하기 위해 충분한 간격을 두는 것이었으나, 이로 인해 앞서 설명한 바와 같이 인버터 커버의 크기가 커지게 되어 결국 압축기의 크기가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

또, 종래의 전동식 압축기는, 인버터 기판에 인버터 소자가 외팔보 형태로 고정됨에 따라, 인버터 소자에 대한 고정력이 저하되어 차량 진동에 의해 인버터 소자가 탈거될 우려가 있다. 뿐만 아니라, 이를 억제하기 위해 인버터 소자를 더욱 견고하게 고정하여야 하므로, 인버터 소자에 대한 고정 작업이 곤란하게 되는 문제점도 있었다.

또, 종래의 전동식 압축기는, 인버터 커버의 내측면과 인버터 기판 사이 또는 인버터 소자들 사이에 발생되는 간격이 일종의 공명공간으로 작용하게 되어, 압축기 소음이 증가하는 문제점도 있었다.

선행기술1: 일본공개특허 제2004-162618호(공개일: 2004.06.10) 선행기술2: 대한민국 공개특허 10-2012-0136162호(공개일: 2012.12.18)

본 발명의 목적은, 인버터 모듈의 크기를 줄여 소형화된 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 인버터 커버를 인버터 기판에 접촉시키거나 최대한 근접하도록 배치하여 인버터 커버의 체적을 최소화할 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 인버터 기판에 고정되는 인버터 소자를 안정적으로 지지하여 인버터 소자가 차량 진동에 의해 탈거되는 것을 억제하고, 이를 통해 인버터 소자에 대한 고정작업을 용이하게 할 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 인버터 커버의 내측면과 인버터 기판 사이 또는 인버터 소자들 사이에 발생되는 소음 진동을 억제할 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 인버터 커버를 복수 개의 소재를 결합하여 형성하는 경우 복수 개의 소재가 분리되는 것을 최소화하여 인버터 커버에 대한 설계 자유도를 높일 수 있는 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 인버터 기판을 수용하는 인버터 커버의 내측면이 인버터 기판에 접하도록 구비되는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 인버터 커버의 내측면에는 복수 개의 홈이 형성되고, 상기 복수 개의 홈에는 상기 인버터 기판에 장착되는 인버터 소자가 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 인버터 기판은 압축기 케이싱을 향하는 방향의 측면에는 상대적으로 높은 높이를 가지는 인버터 소자가 장착되는 반면 상기 인버터 반대쪽은 상대적으로 낮은 높이를 가지는 인버터 소자가 장착될 수 있다.

그리고, 상기 인버터 커버는 플라스틱 소재의 표면에 금속 소재가 코팅 형성될 수 있다.

그리고, 상기 플라스틱 소재와 금속 소재의 사이에는 요철부가 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 압축기 케이싱; 상기 압축기 케이싱의 내부에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터에 결합되는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 냉매를 압축하는 압축기구부; 복수 개의 소자가 기판에 장착되어 상기 압축기 케이싱의 외부에 구비되며, 상기 구동모터를 구동시키는 인버터 기판; 및 상기 인버터 기판을 수용하여 상기 압축기 케이싱에 결합되는 인버터 커버;를 포함하고, 상기 인버터 커버의 내측면은 적어도 일부가 상기 인버터 기판에 장착된 소자와 반경방향으로 중첩되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 인버터 커버의 내측면을 이루는 내측 커버부는 플라스틱 또는 플라스틱 복합소재로 형성되고, 상기 인버터 커버의 외측면을 이루는 외측 커버부는 금속 소재로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 인버터 커버는 상기 내측 커버부의 두께가 상기 외측 커버부의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 인버터 커버는 상기 내측 커버부의 외측면과 이에 접하는 상기 외측 커버부의 내측면 사이에 복수 개의 요철부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 요철부는 상기 회전축의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 긴 장방형상의 요철돌기와 요철홈으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 외측 커버부는 복수 개의 이종 소재로 형성되며, 복수 개의 이종 소재 중에서 상대적으로 열전달율이 높은 소재이 상기 내측 커버부과 접하도록 배열될 수 있다.

그리고, 상기 내측 커버부과 외측 커버부가 접하는 면은 도전성 접착제에 의해 접합될 수 있다.

그리고, 상기 요철돌기는 상기 외측 커버부에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 요철돌기는 상기 내측 커버부에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 외측 커버부는 상기 압축기 케이싱과 전기적으로 도통될 수 있다.

여기서, 상기 인버터 커버의 내측면에는 상기 인버터 기판에 장착된 소자가 수용되도록 적어도 한 개 이상의 소자수용홈이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 한 개 이상의 소자수용홈은 복수 개가 구비되고, 상기 복수 개의 소자수용홈은 일정 간격만큼 이격되어 형성되며, 상기 복수 개의 소자수용홈의 사이에는 상기 소자들 사이의 공간을 채우는 돌부를 형성할 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 압축기 케이싱; 상기 압축기 케이싱의 내부에 구비되는 구동모터; 상기 구동모터에 결합되는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 냉매를 압축하는 압축기구부; 복수 개의 소자가 기판에 장착되어 상기 압축기 케이싱의 외부에 구비되며, 상기 구동모터를 구동시키는 인버터 기판; 및 상기 인버터 기판을 수용하여 상기 압축기 케이싱에 결합되는 인버터 커버;를 포함하고, 상기 인버터 커버는 상기 인버터 기판에 대향하는 내측면은 비전도성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 인버터 기판의 내측면은 적어도 일부가 상기 소자와 반경방향으로 중첩될 수 있다.

그리고, 상기 복수 개의 소자는 상기 인버터 기판의 양쪽 측면 중에서 상기 압축기 케이싱을 향하는 제1 면에 장착되는 제1 소자 및 그 반대면인 제2 면에 장착되는 제2 소자로 이루어지고, 상기 제2 소자의 높이가 제1 소자의 높이보다 낮게 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 전동식 압축기는, 인버터 커버를 플라스틱 소재로 형성함에 따라, 인버터 커버를 포함한 압축기의 무게를 줄일 수 있는 동시에, 인버터 커버를 인버터 기판에 접촉시키거나 최대한 근접시킬 수 있어 인버터 모듈의 크기를 줄이고 압축기를 소형화할 수 있다. 이를 통해, 엔진룸에서의 다른 부품과의 간섭을 방지할 수 있고, 차량 성능을 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 인버터 기판에 고정되는 인버터 소자의 타단을 인버터 커버로 지지함에 따라, 인버터 소자를 안정적으로 지지할 수 있고, 이를 통해 인버터 소자가 차량 진동에 의해 탈거되는 것을 억제할 수 있다. 뿐만 아니라, 인버터 소자를 인버터 기판에 용이하게 고정할 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 인버터 커버의 내측면과 인버터 기판의 외측면 사이 또는 인버터 소자들 사이의 공간을 제거하여 소음 진동을 억제하고 인버터 소자를 견고하게 고정할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 전동식 압축기는, 인버터 커버를 플라스틱 소재와 금속 소재로 형성할 수 있고, 인버터 커버가 복수 개의 소재를 결합하는 경우 그 복수 개의 소재가 분리되는 것을 최소화하여 인버터 커버에 대한 설계 자유도를 높일 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 전동식 압축기에서 압축기 모듈과 인버터 모듈을 조립하여 보인 사시도,
도 2는 도 1에 따른 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도,
도 3은 본 실시예에 따른 인버터 모듈을 분해하여 보인 사시도,
도 4는 도 에 따른 인버터 모듈을 조립하여 보인 단면도,
도 5는 도 4의 "A"부를 보인 확대도,
도 6은 도 4의 "A"부에 대한 다른 실시예를 보인 확대도,
도 7은 본 실시예에 따른 인버터 커버에서 요철부의 형상을 보인 평면도,
도 8은 본 실시예에 따른 인버터 커버에서 내측 커버부에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 9는 본 실시예에 따른 인버터 커버의 다른 실시예를 보인 단면도.

이하, 본 발명에 의한 전동식 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 전동식 압축기에서 압축기 모듈과 인버터 모듈을 조립하여 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도이다.

도 1 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 저압식 전동 스크롤 압축기(이하, 스크롤 압축기로 약칭함)는, 압축기 모듈(100)과, 압축기 모듈(100)의 일측에 구비되어 그 압축기 모듈(100)에 대한 운전 및 운전속도를 제어하는 인버터 모듈(200)을 포함한다.

압축기 모듈은 압축기 케이싱(101)의 내부에 전동부인 구동모터(103)와 그 구동모터(103)의 회전력을 이용하여 냉매를 흡입, 압축하고 토출하도록 압축기구부(105)가 구비된다.

압축기 케이싱(101)은 압축기구부(105)로 냉매를 안내하도록 흡입관(미도시)이 연결되는 흡기구(114)가 형성되고, 압축기구부(105)에서 압축된 냉매를 토출하도록 토출관(미도시)이 연결되는 배기구(115)가 형성된다. 흡기구(114)는 구동모터(103)가 설치되는 압축기 케이싱(101)의 내부공간에 연통되도록 형성되어, 구동모터(103)가 설치되는 압축기 케이싱(101)의 내부공간이 흡입공간(S1)을 형성하게 된다. 이에 따라, 본 실시예의 압축기는 저압식 압축기를 이루게 된다.

도 2에서와 같이, 압축기 케이싱(101)은 쉘(111), 프론트 커버(112) 및 리어 커버(113)를 구비할 수 있다. 쉘(111)은 양 단부(전방 및 후방)가 개방된 원통형으로 이루어지며, 내부에 흡입공간(S1)을 형성할 수 있다. 쉘(111)의 내부에는 구동 모터(103), 프레임 및 압축기구부(104)가 수용될 수 있다.

프론트 커버(112)는 쉘(111)의 전방 단부를 밀폐시키도록 결합될 수 있고, 프론트 커버(112)의 외부에는 인버터, 전원 공급부 등이 연결될 수 있다. 리어 커버(113)는 쉘(111)의 후방 단부를 밀폐시키도록 결합될 수 있다. 후술하는 것과 같이, 리어 커버(113)는 토출공간(S2)의 일부를 형성하며, 오일분리부(116)를 구비할 수 있다.

한편, 구동모터(103)는 고정자(131) 및 회전자(132)를 포함하며, 회전축(135)을 구동시키는 회전력을 발생한다. 본 실시예에 따른 고정자(131)는 쉘(111)의 내주면에 고정되고 내부에 원통형의 공간을 형성하도록 환형으로 이루어질 수 있다. 고정자(131)의 내부 공간에는 회전자(132)가 고정자(131)와 이격되도록 배치될 수 있다. 회전자(132)는 대략 원통형으로 이루어질 수 있고, 그 중심에는 회전축(135)이 결합될 수 있다. 구동모터(103)에 전원이 공급되면, 고정자(131)와 회전자(132)의 상호 작용에 의해 회전자(132) 및 회전축(135)이 함께 회전할 수 있다.

한편, 압축기구부(104)는 고정 스크롤인 제1 스크롤(140)과, 선회 스크롤인 제2 스크롤(150)을 포함할 수 있다. 제2 스크롤(150)은 구동모터(103)의 회전자(132)에 결합된 회전축(135)에 편심 결합되어 제1 스크롤(140)에 대해 선회 운동을 하면서 제1 스크롤(140)과 함께 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하게 된다.

제1 스크롤(140)은 고정 경판부(141)에 고정랩(142)이 돌출 형성되고, 제2 스크롤(150)은 선회 경판부(151)에 선회랩(152)이 형성된다. 고정랩(141)과 선회랩(151)은 맞물려 압축실(P)을 형성한다.

한편, 압축기 케이싱(101)의 쉘(111)에는 프레임(120)이 고정 결합되고, 프레임(120)에는 앞서 설명한 제2 스크롤(150)이 축방향으로 지지될 수 있다. 따라서, 프레임(120)에는 제2 스크롤(150)을 지지하는 배압공간(124)이 형성되고, 배압공간(124)의 중앙에는 회전축(135)을 지지하는 메인 베어링(161)이 구비된다.

한편, 프론트 커버(112)의 내측면에는 축 지지부(112a)가 형성되고, 축 지지부(112a)에는 회전축(135)의 단부를 지지하는 서브 베어링(!62)이 구비된다. 이에 따라, 회전축(135)은 메인 베어링(161)과 서브 베어링(162)에 의해 반경방향으로 지지된다.

한편, 인버터 모듈(200)은 압축기 모듈(100)의 일측에 착탈 가능하게 결합되거나 또는 프론트 커버(112)와 함께 형성되어 구동모터(103)의 회전속도를 제어하는 기능을 하게 된다. 인버터 모듈에 대해서는 인버터 커버와 함께 다시 설명한다.

도면중 미설명 부호인 143은 토출구, 편심 베어링이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 전동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 구동모터(103)에 전원이 인가되면, 회전축(135)이 구동모터(103)의 회전자(132)와 함께 회전을 하면서 제2 스크롤(150)에 회전력을 전달하게 된다. 그러면, 회전축(135)과 편심되게 연결된 제2 스크롤(150)은 선회 운동을 하게 되고, 압축실(P)은 회전축(135)의 반경 방향 중심측을 향해 지속적으로 이동되면서 체적이 감소하게 된다.

이에 따라, 냉매는 흡기구(114)를 통해 흡입공간(S1)으로 유입된다. 흡입공간(S1)으로 유입된 냉매는 압축실(P)로 유입되어 압축되고, 토출구(143)를 통해 제1 스크롤(140)과 리어 커버(113) 사이에 형성된 토출공간(S2)으로 토출된다.

이 토출공간(S2)으로 토출된 냉매에서 오일이 분리되고, 냉매는 배기구(115)를 통해 냉동 사이클로 배출되는 반면, 냉매에서 분리된 오일은 압축기구부(104)로 공급된다.

한편, 압축기 모듈(110)에는 구동모터(103)의 운전속도를 제어하기 위한 인버터 모듈(200)이 결합된다. 인버터 모듈(200)은 압축기 모듈(100)의 외주면에 설치될 수도 있고, 축방향 일측면에 설치될 수도 있다. 인버터 모듈(200)이 압축기 모듈(100)의 외주면에 설치되는 경우에는 그 인버터 모듈(200)을 포함한 압축기 전체의 직경이 증가하게 될 뿐만 아니라, 인버터 모듈(200)을 냉각시키기 위한 구조가 복잡하게 된다. 따라서, 인버터 모듈(200)은 압축기 모듈(100)의 길이방향 일측에 설치되는 것이 압축기 전체의 외경이 증가하는 것을 억제하는 동시에 인버터를 냉각시키기 위한 구조를 간소화할 수 있다. 특히, 압축기 모듈(100)이 고압식인 경우에는 인버터 모듈(200)이 구동모터(103)를 기준으로 압축기구부(104)에 근접한 쪽에 설치하는 반면, 저압식인 경우에는 인버터 모듈(200)이 압축기구부(104)에서 먼 쪽에 설치되는 것이 흡입유로와 인접하게 되어 바람직할 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 인버터 모듈을 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 도 에 따른 인버터 모듈을 조립하여 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 인버터 모듈(200)은, 압축기 케이싱(101) 중에서 흡입공간(S1)을 이루는 부위, 즉 프론트 커버(112)의 외측면에 접하도록 구비된다. 이에 따라, 흡입공간(S1)으로 흡입되는 차가운 냉매에 의해 후술할 인버터 소자에서 발생되는 열을 신속하게 방열시킬 수 있다.

인버터 모듈(200)은 인버터 하우징(210)과, 인버터 하우징(210)에 수용되는 인버터 기판(220)과, 인버터 기판(220)에 장착되는 복수 개의 인버터 소자(230)와, 인버터 기판(220)과 인버터 소자(230)를 수용하는 인버터 커버(240)를 포함한다.

인버터 하우징(210)은, 별도로 구비되어 압축기 케이싱(101)의 프론트 커버(112)에 조립될 수도 있고, 경우에 따라서는 별도의 인버터 하우징(210)이 구비되지 않고 압축기 케이싱(101)의 프론트 커버(112)를 이용하기 위하여 그 프론트 커버(112)에 일체로 형성될 수도 있다. 이하에서는 인버터 하우징이 별도로 구비되는 경우를 예로 들어 설명한다.

또, 인버터 하우징(210)은, 테두리에 소정의 높이를 가지는 제1 환형돌부(211)가 형성되는 컵 단면 형상으로 형성될 수 있다. 제1 환형돌부(211)는 후술할 인버터 커버(240)의 제2 환형돌부(241)가 안착되어 볼트(미도시)로 체결될 수 있다. 도면으로 도시하지는 않았으나, 인버터 하우징(210)은 프레이트 형상으로 형성될 수도 있다.

인버터 기판(220)은 의 외측면로부터 소정의 간격을 두고 설치될 수 있다. 인버터 하우징(210)의 내측면을 향하는 인버터 기판(220)의 제1 면(221)에는 복수 개의 제1 인버터 소자(이하, 제1 소자)(231)가 장착되고, 제1 면(221)의 반대쪽인 제2 면(222)에는 복수 개의 제2 인버터 소자(이하, 제2 소자)(232)가 장착된다. 제1 소자(231)들과 제2 소자(232)들은 서로 전기적으로 연결되는 것으로, 제1 소자(231)는 주로 커패시터와 같은 큰 소자들로, 제2 소자(232)는 주로 마이콤, 저항류와 같은 작은 소자들로 이루어진다.

이에 따라, 제2 소자(232)들의 높이는 제1 소자(231)들의 높이보다 낮은 소자들로 이루어진다. 이는, 후술할 인버터 커버(240)의 소자수용홈(245a)을 형성할 경우, 소자수용홈(245a)의 깊이가 인버터 커버(240)의 두께에 의해 제한되기 때문이다. 즉, 제2 소자(232)들의 높이가 너무 높으면 인버터 커버(240)에 소자수용홈(245a)을 형성하더라도 인버터 커버(240)의 두께가 제한되므로 제2 소자(232)들의 높이를 충분히 수용할 수 없게 된다. 그러면 인버터 커버(240)가 인버터 기판(220)에 접촉할 수 없어 그만큼 인버터 커버(240)의 높이를 줄일 수 없게 된다.

한편, 인버터 기판(220)의 제1 면(221)에 제1 소자(231)는 물론 제2 소자(232)까지 장착할 수 있으면 인버터 커버(240)에 별도의 소자수용홈을 형성할 필요가 없을 수도 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

인버터 커버(240)는 인버터 하우징(210)을 향하는 쪽이 개방되고 반대쪽이 막힌 통체 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 인버터 커버(240)는 인버터 소자(230)와 인버터 기판(220)을 수용하면서 개방단이 인버터 하우징(210)의 제1 환형돌부에 밀착되어 고정되도록 제2 환형돌부(241)가 형성된다.

인버터 커버(240)는 볼트로 체결될 수도 있고, 압입이나 접착으로 고정하거나 또는 나사식으로 돌려 체결할 수도 있다. 하지만, 압축기 케이싱(101)을 이용하여 외부에서 전달되는 전자파 노이즈를 제거하기 위해서는 도전성을 가지는 볼트(미도시)를 관통시켜 체결하는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 인버터 커버(240)가 금속 소재로 형성될 경우에는 인버터 기판(220)과의 적절한 절연거리가 필요하다. 종래의 인버터 커버는 이 절연거리로 인해 인버터 기판의 외경보다 크고 깊게 형성하여 왔다. 이는, 금속 소재인 인버터 기판의 체적이 증가하는 결과를 초래하여, 결국 압축기 전체의 크기나 무게가 증가하는 원인이 되었다.

이에, 본 실시예에서는 인버터 커버(240)를 비전도성 소재로 형성하고, 인버터 커버(240)의 내측면이 인버터 기판(220)의 축방향 일측면 또는 인버터 기판(220)의 반경방향 측면에 접하거나 최대한 근접하여 설치되도록 함으로써 인버터 커버(240)의 크기를 줄이고 이를 통해 압축기를 소형화할 수 있다. 아울러, 인버터 커버(240)가 비전도성 소재로만 형성될 경우 전자파 노이즈를 제거하기가 어려울 수 있으므로, 인버터 커버(240)의 일측면은 금속 소재로 코팅하거나 부착하여 전자파 노이즈를 제거할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 4와 같이, 본 실시예에 따른 인버터 커버(240)는, 내측면을 이루는 내측 커버부(245)와, 외측면을 이루는 외측 커버부(246)로 이루어질 수 있다.

내측 커버부(245)는 비전도성이면서도 소정의 강도를 가질 수 있는 플라스틱 또는 높은 강도를 가지는 플라스틱 복합소재로 형성될 수 있다.

내측 커버부(245)는 내측면이 평판하게 형성되어 인버터 기판(220) 또는 인버터 기판(220)의 제2 면(222)에 장착된 제2 소자(232)의 표면에 접촉될 수도 있다. 하지만, 내측 커버부(245)의 내측면에는 제2 소자(232)가 수용될 수 있도록 소자수용홈(245a)이 형성될 수 있다.

이를 위해, 내측 커버부(245)의 내측면에는 인버터 기판(220)의 제2 면(222)과 동일한 패턴, 즉 제2 면(222)에 장착된 제2 소자(232)들의 배열과 동일한 패턴으로 소자수용홈(245a)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 소자수용홈(245a)들 사이는 일종의 돌부(245b)가 형성되어 그 돌부(245b)에 의해 인버터 소자(230)들 사이의 간격이 채워지게 된다. 그러면, 인버터 소자(230)들의 측면이 소자수용홈(245a)들 사이의 돌부(245b)에 밀착되거나 근접되어 인버터 소자(230)들을 더욱 견고하게 고정할 수 있을 뿐만 아니라, 인버터 소자(230)들 사이의 공간에서 발생되는 소음을 낮출 수 있다.

또, 외측 커버부(246)는 앞서 설명한 바와 같이 금속 소재로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 무거운 소재로 된 외측 커버부(246)의 두께가 상대적으로 가벼운 소재로 된 내측 커버부(245)의 두께보다 얇게 형성될 수 있어 동일한 체적(또는 두께) 대비 인버터 커버(240)의 무게를 줄일 수 있어 바람직하다.

다만, 외측 커버부(246)는 한 개의 소재로 형성할 수도 있지만, 복수 개의 소재를 접합하여 형성할 수도 있다. 즉, 내측 커버부(245)와 외측 커버부(246)의 열전달율 차이가 클 경우 일종의 박리 현상이 발생할 수 있다. 특히, 차량의 엔진룸과 같이 높은 온도 환경에 설치될 경우에는 외측 커버부(246)가 더 높은 열을 받아 박리 현상이 가속될 수 있다. 따라서, 외측 커버부(246)는 복수 개의 소재로 형성하되, 내측 커버부(245)에 접하는 제1 외측부(247)를 제1 외측부(247)보다 바깥쪽에 위치하는 제2 외측부(248)보다 열전달율이 낮은 소재로 형성하여 열충격을 완충시키는 것이 바람직할 수 있다.

예를 들어, 도 5에서와 같이, 제1 외측부(247)는 구리(Cu)로, 제2 외측부(248)는 초결정립자(nano grain) 형태의 니켈코발트(NiCo)로 형성될 수 있다.

또, 인버터 커버(240)는 내측 커버부(245)의 외측면과 이에 접하는 외측 커버부(246)의 내측면 사이에 서로 맞물리는 복수 개의 요철부(243)를 형성하여 외측 커버부(246)가 박리되는 것을 억제할 수도 있다.

이때, 요철홈(243a)은 내측 커버부(245)에, 요철돌기(243b)는 외측 커버부(246)에 각각 형성할 수도 있지만, 반대로 도 6과 같이 요철홈(243a)은 외측 커버부(246)에, 요철돌기(243b)는 내측 커버부(245)에 각각 형성할 수도 있다.

또, 요철부(243)는 회전축(135)의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 긴 장방형상의 요철홈(243a)과 요철돌기(243b)로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 요철부(243)는 도 6에서와 같이 격자모양으로 형성될 수 있다.

한편, 요철돌기(243b)가 외측 커버부(246)의 내측면에 형성되는 경우에는 내측 커버부(245)의 두께가 상대적으로 두꺼움에 따라 요철홈(243a)의 깊이를 크게 형성할 수 있다. 그러면 금속 소재로 형성되어 상대적으로 강도가 큰 외측 커버부(246)의 요철돌기(243b)에 대한 단면적이 증가하면서 인버터 커버(240)의 강도를 확보할 수 있다. 이를 위해, 요철홈(243a)의 깊이는 내측 커버부(245)의 두께 대비 1/2 이상이 되도록 형성할 수 있다.

반면, 요철돌기(243b)가 내측 커버부(245)의 외측면에 형성되는 경우에는 그 요철돌기(243b)가 일종의 리브 역할을 하면서 인버터 커버(240)의 강도를 높일 수 있다. 아울러, 이 경우에는 상대적으로 무거운 외측 커버부(246)의 두께를 매우 얇게 형성할 수 있어, 반대의 경우에 비해 인버터 커버(240)의 전체 무게를 경감시킬 수 있다.

또, 도 5에서와 같이, 인버터 커버(240)는 내측 커버부(245)과 외측 커버부(246)가 접하는 면은 도전성 접착제(249)를 이용하여 접합할 수도 있다. 이 경우 도전성 접착제(249)는 니켈로 이루어질 수 있다.

또, 외측 커버부(246)는 압축기 케이싱(101)과 전기적으로 도통될 수 있다. 이는 외측 커버부(246)가 금속 소재로 이루어지고, 앞서 설명한 바와 같이 금속 소재로 된 볼트를 통해 외측 커버부(246)와 압축기 케이싱(101)이 도통될 수 있다.

또, 도 8과 같이, 내측 커버부(245)의 테두리에 환형으로 된 박리방지돌부(245c)가 형성될 수도 있다. 그러면, 열팽창율의 차이에 의해 외측커버부(246)가 내측커버부(245)로부터 박리되는 것을 일정 정도 억제할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 내측 커버부(245)가 플라스틱 또는 플라스틱 복합재료로, 외측 커버부(246)가 금속 소재의 코팅층으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 반대로 형성될 수도 있다.

예를 들어, 도 9와 같이, 내측 커버부(345)가 금속 소재의 코팅층으로, 외측 커버부(346)가 플라스틱 또는 플라스틱 복합재로로 형성될 수도 있다. 이 경우, 금속 코팅층의 내측 커버부(345)는 얇게 형성되고, 플라스틱 소재의 외측 커버부(346)는 두껍게 형성될 수 있다. 다만, 이 경우에는 인버터 기판(320) 또는 인버터 소자(330)와 인버터 커버(340)의 내측 커버부(345) 사이에는 절연거리를 확보하여야 하나, 이 절연거리를 확보하면 결국 인버터 커버(340)의 체적이 증가하게 된다. 따라서, 이 경우에는 절연거리를 확보하는 대신 내측 커버부(345)를 이루는 금속 코팅층의 내측면에 절연코팅층(347)을 더 형성할 수 있다. 이 절연코팅층(347)에 의해 별도의 절연거리를 확보하지 않고도 인버터 커버(340)를 인버터 기판(320)에 접촉시킬 수 있다. 이로 인해 본 실시예에서도 전술한 실시예와 같이, 인버터 커버의 체적을 최소화하여 압축기의 크기를 줄이고 무게를 낮출 수 있다.

또, 이 경우에도 내측 커버부(345)의 내측면(정확하게는, 절연코팅층의 내측면)에 소자수용홈(340a)을 형성하여 인버터 소자(330)를 삽입함에 따라, 소자들 사이를 견고하게 지지할 뿐만 아니라 소자들 사이의 공간에서 발생되는 소음을 줄일 수 있다.

100: 압축기 모듈 101: 압축기 케이싱
112: 프론트 커버 103: 구동모터
104: 압축기구부 140: 고정스크롤
150: 선회스크롤 200: 인버터 모듈
210: 인버터 하우징 220: 인버터 기판
230: 인버터 소자 231: 제1 소자
232: 제2 소자 240: 인버터 커버
241: 제1 환형돌부 245: 내측 커버부
246: 외측 커버부

Claims

압축기 케이싱;
상기 압축기 케이싱의 내부에 구비되는 구동모터;
상기 구동모터에 결합되는 회전축;
상기 회전축에 결합되어 냉매를 압축하는 압축기구부;
복수 개의 소자가 기판에 장착되어 상기 압축기 케이싱의 외부에 구비되며, 상기 구동모터를 구동시키는 인버터 기판; 및
상기 인버터 기판을 수용하여 상기 압축기 케이싱에 결합되는 인버터 커버;를 포함하고,
상기 인버터 커버의 내측면은 적어도 일부가 상기 인버터 기판에 장착된 소자와 반경방향으로 중첩되도록 구비되며,
상기 인버터 커버의 내측면에는 상기 인버터 기판에 장착된 소자가 수용되도록 적어도 한 개 이상의 소자수용홈이 형성되고,
상기 한 개 이상의 소자수용홈은 복수 개가 구비되고, 상기 복수 개의 소자수용홈은 일정 간격만큼 이격되어 형성되며, 상기 복수 개의 소자수용홈의 사이에는 상기 소자들 사이의 공간을 채우는 돌부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 인버터 커버의 내측면을 이루는 내측 커버부는 플라스틱 또는 플라스틱 복합소재로 형성되고, 상기 인버터 커버의 외측면을 이루는 외측 커버부는 금속 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제2항에 있어서,
상기 인버터 커버는 상기 내측 커버부의 두께가 상기 외측 커버부의 두께보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제3항에 있어서,
상기 인버터 커버는 상기 내측 커버부의 외측면과 이에 접하는 상기 외측 커버부의 내측면 사이에 복수 개의 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제4항에 있어서,
상기 요철부는 상기 회전축의 축방향에 대해 직교하는 방향으로 긴 장방형상의 요철돌기와 요철홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 외측 커버부는 복수 개의 이종 소재로 형성되며, 복수 개의 이종 소재 중에서 상대적으로 열전달율이 높은 소재이 상기 내측 커버부과 접하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제6항에 있어서,
상기 내측 커버부과 외측 커버부가 접하는 면은 도전성 접착제에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 요철돌기는 상기 외측 커버부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제5항에 있어서,
상기 요철돌기는 상기 내측 커버부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
제2항에 있어서,
상기 외측 커버부는 상기 압축기 케이싱과 전기적으로 도통되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
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압축기 케이싱;
상기 압축기 케이싱의 내부에 구비되는 구동모터;
상기 구동모터에 결합되는 회전축;
상기 회전축에 결합되어 냉매를 압축하는 압축기구부;
복수 개의 소자가 기판에 장착되어 상기 압축기 케이싱의 외부에 구비되며, 상기 구동모터를 구동시키는 인버터 기판; 및
상기 인버터 기판을 수용하여 상기 압축기 케이싱에 결합되는 인버터 커버;를 포함하고,
상기 인버터 커버는 상기 인버터 기판에 대향하는 내측면은 비전도성 소재로 이루어지며,
상기 인버터 기판의 내측면은 적어도 일부가 상기 소자와 반경방향으로 중첩되고,
상기 복수 개의 소자는 상기 인버터 기판의 양쪽 측면 중에서 상기 압축기 케이싱을 향하는 제1 면에 장착되는 제1 소자 및 그 반대면인 제2 면에 장착되는 제2 소자로 이루어지며,
상기 제2 소자의 높이가 제1 소자의 높이보다 낮게 배치되는 것을 특징으로 하는 전동식 압축기.
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