KR102118607B1

KR102118607B1 - 압축기를 구동시키기 위한 장치

Info

Publication number: KR102118607B1
Application number: KR1020190046718A
Authority: KR
Inventors: 베른트 건터만; 다비드 월리스코; 스테판 하인리히
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2020-06-04
Also published as: DE102019107509A1; US20190331120A1; CN110417165A; US11125240B2; CN110417165B; KR20190124649A

Abstract

본 발명은, 증기 형태 유체의 압축기를 구동시키기 위한 장치, 특히 전동기에 관한 것이다. 이 장치는, 공동의 종축(5)을 따라서 연장되도록 배열되어 있는 회전자 및 고정자(1)를 구비한다. 이 경우, 축 방향으로 정렬된 고정자(1)의 제1 단부 면에는 지지 요소(6)가 인접하여 배열되어 있으며, 이 지지 요소는 하나 이상의 플러그형 커넥터를 수용하기 위한 플러그 하우징(7b)을 위한 하나 이상의 수용 요소(7)와 함께 하나의 연속하는 유닛 및 일체형 구성 요소로서 형성되어 있다. 지지 요소(6)는, 축 방향으로 고정자와 단단히 연결된 절연 요소(4)에서 원통형 벽과 인접하여 배열되어 있고, 축 방향으로 정렬된 환형 면(6a)을 구비한다.

Description

압축기를 구동시키기 위한 장치{DEVICE FOR DRIVING A COMPRESSOR}

본 발명은, 증기 형태의 유체, 특별히 냉매를 압축시키기 위한 압축기를 구동시키기 위한 장치, 특히 전동기에 관한 것이다. 압축기는, 자동차 공조 시스템의 냉매 순환계에 사용될 수있다. 이 장치는, 공동의 종축을 따라서 연장하도록 배열되어 있는 회전자 및 고정자를 구비한다.

냉매 압축기로서도 지칭되는 냉매 순환계를 통해서 냉매를 이송하기 위한, 선행 기술에 공지된 모바일 애플리케이션용 압축기, 특히 자동차 공기 조절 시스템용 압축기는, 냉매와 무관하게 종종 가변적인 행정 용적을 갖는 피스톤 압축기로서 또는 스크롤 압축기로서 형성되어 있다. 이 경우, 압축기는 벨트 풀리를 통해서 또는 전기식으로 구동된다.

전기식으로 구동되는 압축기는, 개별 압축 기구를 구동시키기 위한 전동기 외에 전동기를 구동시키기 위한 인버터를 구비한다. 인버터는, 차량 배터리의 직류를, 전기 접속에 의해 전동기에 공급되는 교류로 변환하기 위해서 이용된다.

전기식으로 구동되는 압축기의 종래의 전동기는, 코일이 배열된 환형의 고정자 코어 및 회전자를 구비하여 형성되어 있으며, 이 경우 회전자는 고정자 코어 내부에 배열되어 있다. 회전자 및 고정자는 공동의 대칭 축 또는 회전자의 회전 축 상에 정렬되어 있다.

인버터는, 재차 고정자의 코일과 전기식으로 연결되어 있는 전동기 단자와의 전기 접속을 위한 플러그형 단자를 구비한다. 전동기의 단자는, 고정자의 축 방향으로 정렬된 고정자 단부 면에 배열되어 있는 플러그 하우징 내에 형성되어 있다.

전기식으로 구동되는 압축기의 선행 기술에 속하는 전동기의 경우에는, 플러그 하우징이 압착에 의해서 고정자 절연부에 고정되어 있다. 이 경우, 플러그 하우징은 조립시에 고정된다. 압축기 및 그와 더불어 전동기의 작동 동안에는, 조립 중에 발생하는 플러그 하우징과 고정자 절연부 간의 프레스 피트(press fit)가 풀어짐으로써, 결과적으로 플러그 하우징은 주변 환경에 대해, 특히 고정자 절연부에 대해 상대적으로 이동 및 진동하며, 이와 같은 상황은 접촉하도록 배열된 면에서 재료 마모를 야기한다.

압축기 내에 전동기를 조립하는 경우에는, 접속 단자에 고정된 그리고 구부러져 고정자 코어에서 가이드 되는 코일 라인 와이어의 연결 라인이 원형으로 반경 방향으로 외부로 작용하는 접선 방향 힘을 발생하며, 이와 같은 상황은 플러그 하우징의 변위를 야기할 수 있다. 또한, 다만 특별한 배열 상태만이 라인 와이어의 연결 라인이 플러그 하우징의 접속 단자 내에 올바르게 삽입될 수 있는 상황을 유도하기는 하지만, 플러그 하우징은 다양한 배열 상태로 고정자에 대해 상대적으로 배치될 수 있다. 조립 공정에서는, 플러그 하우징의 잘못된 배열이 플러그 하우징의 재배치 및 재배열을 위한 더 큰 시간 소비를 야기한다.

결과적으로, 고정자를 모터 하우징 내에 장착하기 위해서는, 인버터에 배열되어 있고 핀으로서 형성된 플러그형 커넥터가 플러그 하우징 내에 제공된 접속 단자 내부에 결합하도록 하기 위하여, 플러그 하우징을 사전에 결정된 위치에서 고정자에 고정시키는 것이 반드시 필요하다.

WO 2015 146677 A1호로부터는, 압축 장치, 압축 장치를 구동시키기 위한 전동기, 및 전동기에 전압을 공급하기 위한 인버터를 갖춘, 전기식으로 구동되는 압축기가 개시된다. 전동기는, 회전자, 및 고정자 코어의 일 단부에 배열된 전기 절연식 보빈을 갖는 고정자, 상기 보빈에 배열된 코일 및 인버터와 코일을 전기식으로 연결하기 위한 접속 단자를 갖는 플러그 하우징을 구비한다. 플러그 하우징은 잠금 장치 또는 스프링 폐쇄 장치의 도움으로, 특히 스냅 훅(snap hook)을 통해 보빈 정면에서 고정자와 기계식으로 연결되어 있다. 코일 라인 와이어의 전기 연결부로서의 연결 라인은, 항상 플러그 하우징이 보빈에 고정되기 전에 연결되어야 한다.

본 발명의 과제는, 간단한 방식으로 그리고 이로써 시간 절약적으로 장착될 수 있는, 증기 형태 유체의 전기식으로 구동되는 압축기를 구동시키기 위한 장치를 제공하고 개선하는 데 있다. 이 경우에는, 특히 플러그 하우징이 사전에 결정된 위치에서 고정자에 고정될 수 있어야만 하며, 플러그 하우징 내에 형성된 그리고 인버터의 플러그형 커넥터를 수용하기 위한 접속 단자의 고정자에 대한 상대적인 이동 동작, 특별히 고정자의 종축을 중심으로 하는 회전도 장치의 조립 동안 방지되어야만 한다. 이 장치는 가급적 적은 개수의 개별 구성 요소 및 부품을 구비해야 하며, 또한 제조 비용을 최소로 하기 위하여 구조적으로 단순하게 구현되어야만 한다.

상기 과제는, 독립 특허 청구항들의 특징들을 갖는 대상들에 의해서 해결된다. 개선예들이 종속 특허 청구항들에 명시되어 있다.

상기 과제는, 증기 형태 유체의 압축기를 구동시키기 위한 장치, 특히 전동기에 의해서 해결된다. 이 장치는, 공동의 종축을 따라서 연장되는 회전자 및 움직일 수 없는 고정자를 구비한다.

고정자는, 바람직하게 회전자의 외부 면에 반경 방향으로, 회전자를 둘러싸도록 위치되어 있다.

본 발명의 개념에 따르면, 축 방향으로 정렬된 고정자의 제1 단부 면에 지지 요소가 인접하도록 배열되어 있다. 지지 요소가 하나 이상의 플러그형 커넥터를 수용하기 위한 플러그 하우징을 위한 하나 이상의 수용 요소와 함께 하나의 연속하는 유닛 및 일체형 구성 요소로서 형성되어 있음으로써, 결과적으로 수용 요소는 지지 요소의 일 구성 부품이 된다. 또한, 지지 요소는 축 방향으로 고정자와 단단히 연결된 절연 요소에서, 원통형의, 특히 중공 실린더 형상의 벽과 인접하여 배열되어 있고, 축 방향으로 정렬된 환형 면을 구비한다.

하나 이상의 수용 요소가 바람직하게 하나 이상의 연결 통로를 구비하여 형성되어 있고, 이 연결 통로는 전기식 연결부의 플러그형 커넥터를 수용하기 위한 플러그 하우징의 접속 단자에 상응한다.

이 경우, 축 방향이란, 회전자의 종축 및 회전축에도 상응하는 고정자의 종축의 방향으로 이해될 수 있다. 축 방향으로 정렬된 일 단부 면은, 종축에 대해 수직으로 정렬된 평면에 배열되어 있다. 고정자와 절연 요소의 고정 연결부로서는, 다만 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소의 파괴에 의해서만 구성 요소의 분리를 가능하게 하는 연결부로서 간주될 수 있다.

본 발명의 일 개선예에 따르면, 절연 요소는 반경 방향으로 내부에서 고정자 코어의 외벽에 접하도록 배열되어 있다. 이 경우, 절연 요소의 벽은 고정자 코어로부터 축 방향으로 돌출하는 영역으로서 형성되어 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 지지 요소는 축 방향으로 정렬된 환형 면 외에 반경 방향으로 정렬된 환형 면을 구비하여, 형성되어 있으며, 이들 환형 면은 외부 측면 에지에 접하면서 배열되어 있고, 서로 연결되어 있다. 플러그 하우징용 수용 요소는 바람직하게 방사 방향으로 정렬된 지지 요소의 환형 면의 일 부분 영역으로서 형성되어 있다.

지지 요소의 반경 방향으로 정렬된 환형 면은 바람직하게 원형 링의 형상, 특히 원형 링의 일 섹션의 형상 또는 개방된 원형 링의 형상을 갖는 한편, 지지 요소의 축 방향으로 정렬된 환형 면은 원통형으로, 특히 원형 실린더 형상으로, 특별히 중공 원 실린더 형상으로 형성되어 있다. 이 경우, 고정자 코어로부터 돌출하는 절연 요소의 영역의 벽의 외부 직경은 바람직하게 실질적으로는, 구성 요소들을 장착하기 위한 간극 또는 유극을 제외한, 축 방향으로 정렬된 중공 실린더 형상의 환형 면의 영역에서 지지 요소의 내부 직경에 상응한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는, 함께 형상 결합 방식의 연결부를 형성하는 하나 이상의 제1 요소 및 하나 이상의 제2 요소를 갖는 고정자의 원주 방향으로 지지 요소의 회전을 방지하기 위한 시스템을 구비한다. 이때, 형상 결합 방식의 연결부란, 연결 요소들이 반드시 서로 접하지는 않지만 적어도 국부적으로 서로 상응하는 형상을 갖는 것으로 이해될 수 있다. 제1 요소 및 제2 요소는, 바람직하게 각각 종축에 대해 대칭으로 형성된 형상을 갖는다.

이 경우, 바람직하게 시스템의 제1 요소는 지지 요소의 회전을 방지하기 위해 고정자의 원주 방향으로 절연 요소에 형성되어 있고, 제2 요소는 지지 요소에 형성되어 있다. 시스템의 제2 요소는 특히 축 방향으로 정렬된 지지 요소의 환형 면의 내부 면에 제공되어 있는 한편, 시스템의 제1 요소는 절연 요소의 벽의 단부 면으로부터 출발해서 고정자의 종축에 대해 평행하게 절연 요소의 벽 내부로 연장되는 리세스로서 형성되어 있다.

따라서, 고정자의 원주 방향으로 지지 요소의 회전을 방지하기 위한 시스템은 특별히 고정자의 절연 요소에서 플러그 하우징의 접속 단자를 위한 회전 방지 장치로서 이용된다. 이 경우, 플러그 하우징용 수용 요소를 갖는 지지 요소의 정확한 동심의 위치 결정은, 플러그 하우징이 전체 조립 공정 및 장치의 작동 동안 반경 방향 및 원형-접선 방향으로 원치 않게 상대적으로 이동하는 상황을 방지해준다.

본 발명의 또 다른 한 가지 장점은, 고정자의 원주 방향으로 지지 요소의 회전을 방지하기 위한 시스템의 제1 요소가 반원 형상의 바닥 및 연결 에지를 갖는 노치로서 형성되어 있다는 데 있다. 노치 바닥과 절연 요소의 벽의 단부 면 사이에서 진행하는 연결 에지는, 절연 요소의 벽의 단부 면으로부터 출발해서 서로에 대해 좁아지도록 정렬되어 있다.

시스템의 제2 요소는, 바람직하게 시스템의 제1 요소의 형상에 상응하는 돌출부로서 형성되어 있다. 이 경우, 시스템의 제2 요소는, 특히 지지 요소의 축 방향으로 정렬된 환형 면의 내부 면으로부터 돌출하는 성형부로서 제공되어 있으며, 이 성형부는 고정자의 종축의 방향으로 좁아지는 형상을 갖도록 형성되어 있고, 좁아진 단부에서 반원 형상을 갖는다. 시스템의 제2 요소는, 바람직하게 지지 요소의 반경 방향으로 정렬된 환형 면으로 넘어가는 축 방향으로 정렬된 환형 면의 천이부에 배열되어 있다.

고정자의 원주 방향으로 지지 요소의 회전을 방지하기 위한 시스템의 적어도 각각 2개의 제1 요소 및 제2 요소의 형성에서는, 각각 서로 상응하는 요소들이 바람직하게 지지 요소의 축 방향으로 정렬된 환형 면의 둘레에 걸쳐 불균일하게 분포된 상태로 배열되어 있다. 이 경우, 이들 요소는 비대칭이며, 둘레에 불균일한 간격으로 분포되어 있거나 서로에 대해 각각 상이한 각도로 정렬되어 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 지지 요소의 축 방향으로 정렬된 환형 면의 내부 면에는 하나 이상의 돌출부가 리브의 형태로 형성되어 있으며, 이 리브는 바람직하게 고정자의 종축의 방향으로 연장되도록 배열되어 있다. 이 경우에는, 특히 프레스 피트를 형성하기 위해 절연 요소에 대해 정렬된 돌출부의 상부 면이 고정자 코어로부터 돌출하는 절연 요소의 벽의 외부 면에 접하도록 배열되어 있다.

2개 이상의 돌출부를 형성하는 경우에는, 지지 요소를 특히 고정자 및 종축에 대해 중앙에 배열하기 위하여, 이들 돌출부가 바람직하게 지지 요소의 축 방향으로 정렬된 환형 면의 둘레에 걸쳐 균일하게 분포된 상태로 배열되어 있다.

본 발명의 일 개선예에 따르면, 지지 요소는 접촉 영역을 갖는 그리고 탄성적으로 변형 가능한 하나 이상의 압력 요소를 구비한다. 이 경우, 압력 요소는 실질적으로 연장부에 의해서 축 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 장치의 장착 상태에서는, 압력 요소가 접촉 영역과 함께 대응 면에 탄성적으로 변형되도록 접한다. 압력 요소의 접촉 영역은 예를 들어 접촉 면으로서, 접촉 에지로서 또는 점 형태로도 형성될 수 있다.

압력 요소의 탄성 변형에 의해 지지 요소에 가해지는 압력으로 인해, 플러그 하우징용 연결 통로를 갖는 수용 요소를 갖춘 지지 요소는 접속 단자에 의해서 고정자에 대해 가압되고, 이와 같은 방식으로 지지 요소가 고정자에 대하여 원치 않게 상대적으로 이동하는 상황으로부터 보호된다.

본 발명의 또 다른 한 가지 장점은, 수용 요소를 갖는 지지 요소 및 하나 이상의 압력 요소가 연속하는 유닛 및 일체형 구성 요소로서 형성됨으로써, 결과적으로 수용 요소 외에 압력 요소도 지지 요소의 구성 부품이 된다는 데 있다. 따라서, 지지 요소는 특히 고정자의 다기능 구성 요소로서 형성되어 있다. 이 경우에는, 압력 요소 및 수용 요소가 플러그 하우징의 배열을 위해, 지지 요소의 축 방향으로 정렬된 하나의 공동 측에 접속 단자를 구비하여 배열되어 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 복수의 압력 요소를 갖는 지지 요소의 형상에서는, 압력 요소가 둘레에 걸쳐 분포된 상태로 지지 요소에 배열되어 있다. 복수로서는, 2개 이상의 압력 요소가 간주될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 압축기를 구동시키기 위한 장치, 특히 냉매 압축기용 증기 형태 유체를 압축시키기 위한 전동기를 자동차 공조 시스템의 냉매 순환계 내에 사용하는 것을 가능하게 한다.

필요한 최소 개수의 구성 요소를 갖는 증기 형태 유체의 압축기를 구동시키기 위한 본 발명에 따른 장치는 요약적으로 다음과 같은 추가의 다양한 장점들을 갖는다:

- 하나 이상의 접속 단자를 갖는 플러그 하우징을 위한 하나 이상의 수용 요소를 갖춘 지지 요소가 고정자에 고정되며, 이로 인해

- 모터 하우징 내부에 장착하기 전에 플러그 하우징을 위한 수용 요소를 갖춘 지지 요소의 위치를 명백하게 결정함으로써, 접속 단자를 갖는 플러그 하우징의 위치가 명백하게 결정되며,

- 특히 고정자의 다기능 구성 요소로서 형성된 지지 요소의 수용 요소 내에 배열된 플러그 하우징은 고정자의 구성 요소로서 고정자의 절연 요소 또는 고정자 코어에 접하지 않는 한편, 지지 요소는 고정자 코어에 접하고, 절연 요소에 접할 수 있으며,

- 장치의 조립 동안, 인버터의 플러그형 커넥터를 수용하기 위한 접속 단자를 갖는 플러그 하우징 및 이와 더불어 지지 요소를 갖춘 지지 요소가 고정자에 대해 상대적으로 이동하는 동작, 특히 고정자의 종축을 중심으로 회전하는 동작이 방지되며, 이로써

- 특히 고정자를 회전자와 함께 모터 하우징 내부로 삽입할 때에 장치의 간단한 조립이 가능해지고, 그와 동시에 연결 및 추후 가공을 위한 제조 공정이 줄어든다.

본 발명의 실시예들의 추가 세부 사항, 특징들 및 장점들은 관련 도면을 참조해서 이루어지는 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면부에서:
도 1a는 압축 메커니즘을 구동시키기 위한 장치로서의 전동기를 갖는, 전기식으로 구동되는 압축기를 단면도로 도시하고,
도 1b는 전동기의 고정자를, 고정자 코어, 코일, 절연 요소 및 플러그 하우징용 수용 요소를 갖는 지지 요소를 갖춘, 증기 형태 유체의 압축기를 구동시키기 위한 장치로서 사시도로 도시하며,
도 2는 회전 방지 시스템의 제1 요소를 갖는 지지 요소가 없는, 도 1에 도시된 고정자의 일 단부 면의 상세도를 도시하고,
도 3은 회전을 방지하기 위한 시스템의 제2 요소 및 고정자에 대해 상대적인 축 방향 이동에 대해 지지 요소를 보호하기 위한 돌출부를 갖춘 지지 요소의 상세도를 도시하며, 그리고
도 4는 회전 방지 시스템의 단면도와 함께, 고정자 코어에 지지 요소가 예비 장착된 상태에서 고정자를 도시한다.

도 1a에서는, 압축 메커니즘(VM)을 구동시키기 위한 장치로서, 하우징(G) 내에 배열된 전동기(E)를 갖는, 전기식으로 구동되는 압축기가 단면도로 개시된다. 전동기(E)는 스위칭 장치(SV)를 통해서 전기 에너지를 공급받는다.

전동기(E)는, 실질적으로 중공 실린더 형상의 고정자 코어(2)를 갖는 고정자(1) 및 고정자 코어(2) 상에 감긴 코일 그리고 고정자(1) 내부에 배열된 회전자(R)를 구비한다. 회전자(R)는, 고정자(1)의 코일에 연결 어셈블리(VA)를 통해 전기 에너지가 공급되는 경우에, 회전 동작으로 변위된다. 연결 어셈블리(VA)는 고정자(1)의 전면에 형성되어 있고, 복수의 전기 단자를 구비한다.

회전자(R)는, 고정자(1) 내부에 동축으로 그리고 회전 축을 중심으로 회전 가능하게 배열되어 있다. 구동 샤프트(A)는 회전자(R)와 통합될 수 있거나 별도의 요소로서 형성될 수 있다.

전동기(E), 그리고 고정식 및 궤도를 따라서 도는 나선을 갖는 스크롤 압축기로서 형성된 압축 메커니즘(VM)은 하우징(G)에 의해 둘러싸인 용적 내부에 배열되어 있다. 이 경우, 하우징(G)은 전동기(E)를 수용하기 위한 제1 하우징 요소 및 압축 메커니즘(VM)을 수용하기 위한 제2 하우징 요소 그리고 바람직하게는 금속, 특히 알루미늄으로부터 형성되어 있다.

증기 형태의 유체, 특별히 냉매가 압축되는 압축 메커니즘(VM)의 궤도를 도는 나선은 전동기(E)의 회전자(R)와 연결된 구동 샤프트(A)를 통해서 구동된다. 도면에 도시되지 않은 실시예에 따르면, 압축 메커니즘은 또한 회전 경사판을 구비하여 형성될 수도 있다.

전동기(E)의 작동을 제어하기 위한 스위칭 장치(SV)는 다양한 스위칭 요소(SE)를 구비하여 형성된 회로 기판(L)를 구비한다. 회로 기판(L) 상에는, 외부 전원의 전류 라인으로부터 전기 에너지를 공급받는 상이한 제어 회로 및 구성 요소가 전기적으로 접속된 상태로 설치되어 있다.

도 1b에는, 전동기의 고정자(1)가, 특별히 냉매 순환계를 통해서 냉매를 이송하기 위한 자동차 공조 시스템을 위한, 증기 형태 유체의 압축기를 구동시키기 위한 장치로서 사시도로 도시되어 있다. 고정자(1)는 고정자 코어(2), 코일(3), 절연 요소(4) 그리고 플러그 하우징(7b)을 위한 수용 요소(7)를 갖는 지지 요소(6)를 구비하여 연결 어셈블리(VA)의 구성 요소로서 형성되어 있다.

전동기, 예를 들어 3상 교류 모터는, 도시되지 않은 회전자 및 반경 방향으로 회전자의 외부 면에 그리고 이로써 회전자 둘레에 배열된 고정자 코어(2)를 구비한다. 바람직하게 적층 철심으로서 형성된 고정자 코어(2) 및 전기 절연 재료로 형성된 절연 요소(4)는, 또한 고정자(1)의 종축 및 회전자의 회전 축에 상응하는 종축(5)을 따라서 고정자(1)의 제1 단면으로부터 제2 단면으로 연장된다. 따라서, 절연 요소(4)는 바람직하게 고정자 코어(2)의 압출 성형부로서 그리고 이로써 일체형 구성 요소로서 형성되어 있다.

코일(3)은, 각각 반경 방향으로 내부로 연장되는 고정자 코어(2)의 영역 둘레에 감긴 와이어 - 라인 와이어(9)로서도 지칭됨 - 로부터 형성되어 있다. 라인 와이어(9)의 감기지 않은 단부들은 연결 라인으로서 개별 권선으로부터 인출되어 있다. 반경 방향으로 내부로 연장되는 고정자 코어(2)의 영역들은 각각 웹의 형상을 갖고, 고정자 코어(2)의 외벽 둘레에 걸쳐 균일하게 분포 배치되어 있다. 코일(3)의 와이어와 고정자 코어(2)의 개별 영역 사이에는, 고정자 코어(2) 및 코일(3)의 와이어를 서로에 대해 절연시키는 절연 요소(4)가 배열되어 있다. 절연 요소(4)는 각각 내부로 그리고 축 방향으로 정렬된 웹의 단부에 축 방향으로 확대된 상태로 배열되어 있다. 이와 같은 형태로 돌출하는 절연 요소(4)의 단부 섹션들은 고정자 코어(2)의 웹 둘레에 감긴 코일(3)의 와이어를 고정시키기 위해서 이용된다. 고정자 코어(2), 절연 요소(4) 및 코일(3)이 전동기의 고정자 유닛을 형성한다.

절연 요소(4)는, 고정자(1)의 단부 면에서 각각 고정자 코어(2) 위로 돌출한다. 고정자(1)의 제1 단부 면에는, 접속 단자를 갖는 플러그 하우징(7b)을 위한 연결 통로(7a)를 갖는 수용 요소(7)를 갖춘 지지 요소(6)가 배열되어 있다. 플러그 하우징(7b)의 접속 단자들은 각각 예를 들어 핀 형상의 전기 전도성 연결 요소를 이용한 전동기의 코일(3)과 인버터 간 전기 접속부의 구성 요소로서 이용되며, 이들 연결 요소는 지지 요소(6)의 수용 요소(7)의 연결 통로(7a)를 관통해서 플러그 하우징(7b)의 접속 단자 내부로 삽입된 상태로 배열되어 있다.

코일(3)의 라인 와이어(9) 및 수용 요소(7) 내에 배열된 플러그 하우징(7b)의 접속 단자는 위상 도체로서도 지칭되는 연결 라인을 통해 전기식으로 상호 연결되어 있다.

지지 요소(6)는 고정자(1)의 장착 상태에서 축 방향으로 한편으로는 고정자(1)에, 특히 고정자 코어(2)에 접한다. 이 경우, 지지 요소(6)의 외부 직경은 고정자 코어(2)의 외부 직경보다 작다

또한, 플러그 하우징(7b)을 위한 수용 요소(7)를 갖춘 지지 요소(6)는, 다른 한편으로 실질적으로 축 방향으로 연장되는 탄력적인 압력 요소(8)를 구비한다. 수용 요소(7) 및 압력 요소(8)는 축 방향으로 정렬되고 고정자 코어(2)로부터 멀어지는 방향을 지향하는 지지 요소(6)의 공동 측에 배열되어 있다.

지지 요소(6)는, 또한 반경 방향으로 정렬된 원형 링 형상의 환형 면(6a), 특히 원형 링 형상 환형 면의 일 섹션, 그리고 축 방향으로 정렬된 실런더 형상의, 특히 중공 실린더 형상의 환형 면(6b)을 구비하며, 이들 환형 면은 외부 측면 에지에 충돌하면서 서로 연결된 상태로 배열되어 있다. 플러그 하우징(7b)을 위한 수용 요소(7)는 반경 방향으로 정렬된 환형 면(6a)의 일 부분 영역으로서 그리고 이로써 지지 요소(6)의 일 구성 부품으로서 형성되어 있다.

지지 요소(6)의 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)의 중공 실린더형 벽은, 고정자 코어(2)의 외벽의 외부 직경보다 작은 외부 직경, 및 고정자 코어(2)의 외벽의 내부 직경보다 큰 내부 직경을 갖고 형성되어 있다.

탄력적인 압력 요소(8)는, 반경 방향으로 정렬된 원형 링 형상의 환형 면(6a)의 일 영역에, 특히 내부 측면 에지의 영역에 배열되어 있고, 바람직하게는 호(arc) 또는 스프링의 형상을 갖는다. 이 경우에는, 압력 요소(8)뿐만 아니라 플러그 하우징(7b)을 위한 수용 요소(7)도 지지 요소(6)의 구성 부품으로서 형성되어 있다. 반경 방향의 환형 면(6a), 축 방향 환형 면(6b), 접속 단자를 갖는 플러그 하우징(7b)을 위한 연결 통로(7a)를 갖춘 수용 요소(7) 및 압력 요소(8)는 하나의 유닛으로서, 특히 일체형 사출 성형 요소로서 형성되어 있다. 일체형의 형성은 성형 공정 안에서 실현된다.

압력 요소(8)는, 실질적으로 축 방향으로 정렬되고 배열된 웹 및 실질적으로 반경 방향으로 정렬되고 배열된 접촉 영역을 구비한다. 이 경우, 압력 요소(8)는 웹을 통해서 반경 방향의 환형 면(6a)과 연결되어 있다. 웹의 단부 에지에 대해 원위 형성된 일 단부에, 압력 요소(8)는 바람직하게 접촉 면으로서 형성된 접촉 영역을 구비한다. 전동기가 장착된 상태에서, 압력 요소(8)는 접촉 영역에 의해서 도면에 도시되지 않은 전동기의 하우징에 접한다. 모터 하우징 내부에서 지지 요소(6)와 고정자(1)를 장착하는 경우, 특히 고정자(1)를 모터 하우징 내부로 삽입 또는 수축시키는 동시에 모터 하우징의 압력이 압력 요소(8)에 가해지는 경우에는, 특히 압력 요소(8)의 웹이 탄성적으로 변형된다.

압력 요소(8)는, 지지 요소(6)의 일 구성 요소로서, 지지 요소(6)의 기하학적 구조 및 기계적 치수에 상응하는 규정된 강성을 갖는다. 고정자(1)를 모터 하우징에 장착하는 경우에는, 지지 요소(6)와 모터 하우징의 폐쇄 단부로서 형성된 면 사이에 실질적으로 축 방향으로 작용하는 힘, 특히 스프링력이 구성되고, 이로써 지지 요소(6)는 압력 요소(8)의 탄성적인 특성으로 인해 고정자(1)의 방향으로, 특히 고정자 코어(2)의 방향으로 가압된다. 이 경우에는, 압력 요소(8)가 모터 하우징에 접함으로써 그리고 압력 요소(8)의 탄성 변형에 의해서 힘이 지지 요소(6a)에 가해진다. 이로써, 전동기의 조립 과정 후에는 그리고 그 결과로 고정자(1)가 지지 요소(6)와 함께 모터 하우징 내부로 삽입 또는 프레싱 되는 과정 후에는, 전동기 및 이로써 압축기의 작동 동안 지지 요소(6)를 고정시키고 지지 요소(6) 또는 플러그 하우징(7b)을 갖춘 수용 요소(7)의 개별 동작을 방지하는 압축 응력이 발생된다. 이때, 지지 요소(6)는 특별히 축 방향으로 고정되어 있다.

전동기를 장착할 때에는, 플러그 하우징(7b) 내 접속 단자에서 고정된 그리고 지지 요소(6) 내에서 구부러져서 가이드 되는 라인 와이어(9)의 연결 라인이 반경 방향으로 외부로 작용하는 접선 방향 힘을 발생하며, 이와 같은 상황은 플러그 하우징(7b)을 위한 수용 요소(7)를 갖춘 지지 요소(6)가 요구되는 위치로부터 이동되거나 회전되는 동작을 야기할 수 있다. 플러그 하우징(7b)은 수용 요소(7) 내부에 있고, 이와 동시에 지지 요소(6)와 절연 요소(4)가 사이에 위치된다. 별도의 구성 요소 및 핀으로서 형성된 그리고 접속 단자를 통해서 인버터에 배열된 플러그형 커넥터가 다만 플러그 하우징(7b) 및 연결 통로(7a)를 갖는 수용 요소(7)의 요구되는 위치에서만, 고정자(1)에 대해 상대적으로 플러그 하우징(7b) 내에 형성된 접속 단자 내부에 맞물리도록 배열될 수 있기 때문에, 수용 요소(7)를 갖는 지지 요소(6)는, 수용 요소(7) 내에 배열된 플러그 하우징(7b)의 고정자(1)에 대한 이동 또는 회전을 방지하기 위하여, 고정자(1)를 모터 하우징 내에 장착하기 전에 고정자(1)에서 원하는 위치에 고정될 수 있다.

도 2로부터는, 고정자(1)의 원주 방향으로 지지 요소(6)의 회전을 방지하기 위한 시스템(10)의 제1 요소(10a)를 갖춘 지지 요소(6)가 없는 상태에서, 도 1에 도시된 고정자의 일 단부 면의 상세도가 드러나는 한편, 도 3에는 특히 고정자(1)에 대해 상대적인 축 방향 이동에 대하여 지지 요소(6)를 보호하기 위해, 회전을 방지하기 위한 시스템(10)의 제2 요소(10b) 및 돌출부(12)를 갖는 지지 요소(6)의 상세도가 도시되어 있다. 도 4에는, 회전 방지 시스템(10)의 단면도와 함께, 고정자 코어(2)에 지지 요소(6)가 예비 장착된 상태에서 고정자(1)가 도시되어 있다.

절연 요소(4)는 도 2 및 도 4에 따라, 고정자(1)의 단부 면에서 고정자 코어(2) 위로 돌출한다. 고정자 코어(2)로부터 돌출하는 절연 요소(4)의 영역은, 실질적으로 중공 원 실린더 형상이고 축 방향으로 배열된 벽을 구비한다. 이 경우, 절연 요소(4)의 벽의 외부 직경은, 실질적으로 장착을 위한 간극 또는 유극을 제외한, 축 방향으로 정렬된 중공 실린더 형상의 환형 면(6b)의 영역에서 지지 요소(6)의 내부 직경에 상응한다.

고정자 코어(2)로부터 돌출하는 절연 요소(4)의 벽 영역 내부에서는, 회전 방지 시스템(10)의 하나 이상의 제1 요소(10a)가, 절연 요소(4)의 벽의 단부 면으로부터 출발해서 종축(5)에 대해 평행하게 벽 내부로 연장되는 리세스 또는 그루브의 형태로 형성되어 있다. 리세스(10a)는 반원 형상의 바닥을 갖는 노치로서 형성되어 있으며, 이 노치는 바람직하게 반경 방향으로 벽을 통해 관통한다. 노치의 바닥과 절연 요소(4)의 단부 면 사이에 있는 연결 에지는, 절연 요소(4)의 단부 면으로부터 출발해서 서로에 대해 약간 좁아지도록 형성되어 있다.

지지 요소(6) 및 이와 더불어 플러그 하우징(7b)을 갖춘 수용 요소(7)의 회전을 방지하기 위한 시스템(10)이 고정자(1)의 원주 방향으로 형상 결합 요소의 형성을 토대로 함으로써, 결과적으로 시스템(10)의 각각의 제1 요소(10a)에는 이 목적을 위해 형상적으로 대응하는 제2 요소(10b)가 제공되어 있다.

지지 요소(6)는, 도 3 및 도 4에 따라 축 방향으로 정렬된 중공 실린더 형상의 환형 면(6b)의 내부 면(11)에 시스템(10)의 하나 이상의 제2 요소(10b)를 구비하며, 상기 제2 요소는 절연 요소(4)에 제공된 리세스(10a)의 형상에 상응한다. 이 경우, 제2 요소(10b)는 내부 면(11)으로부터 돌출하는 성형부(10b)로서, 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)이 반경 방향으로 정렬된 환형 면(6a)으로 넘어가는 천이부에 형성되어 있다. 상기 성형부(10b)는, 제1 단부로서의 환형 면(6a, 6b)의 천이부로부터 출발해서 고정자(1)의 종축(5)의 방향으로 점차 좁아지는 형상을 가지며, 이와 같은 형상은 제1 단부에 대해 원위 형성된 제2 단부에서 반원 형상 또는 라운딩 처리된 에지에 의해 종료된다.

대향하면서 서로에 대해 좁아지도록 배열된 측면 및 측면 에지 연결부로서의 반원 형상의 폐쇄부에 의해서는, 성형부(10b)가 시스템(10)의 리세스(10a)에 상응하는 기하학적 구조 및 형상을 갖게 된다. 회전 방지 시스템(10)의 요소(10a, 10b)의 형상 결합은, 종축(5)을 따라 진행하는 운동 방향(13)으로 고정자 코어(2)에 지지 요소(6)가 조립되는 동안 보장된다. 이 경우에는, 지지 요소(6)에 형성된 제2 요소(10b)가 절연 요소(4)에 형성된 제1 요소(10a) 내부에 맞물린다.

각각 종축(5)에 대해 대칭으로 형성된 리세스(10a) 및 회전 방지 시스템(10)의 요소(10a, 10b)로서의 성형부(10b)는, 지지 요소(6)가 절연 요소(4) 상에 장착된 상태에서는 대향 배열된 측면에 의해 서로 평평하게 접한다. 전동기의 조립 동안 인버터에 배열된 그리고 핀으로서 형성된 플러그형 커넥터를 플러그 하우징(7b)으로서 형성된 접속 단자 내부로 삽입하기 위하여, 지지 요소(6)는, 상기 지지 요소(6)와 절연 요소(4) 사이에 형성된 형상 결합 방식의 연결부에 의해서, 회전에 대항하여 종축(5) 둘레에 그리고 반경 방향으로는 절연 요소(5)에 고정되어 있으며, 항상 원하는 방식으로 고정자(1) 쪽을 지향하도록 배열되어 있다.

고정자(1)의 원주 방향으로 지지 요소(6)의 회전을 방지하기 위한 시스템(10)의 각각 2개 이상의 제1 요소(10a) 및 제2 요소(10b)를 형성하는 경우에는, 수용 요소(7) 및 플러그 하우징(7b)을 갖춘 지지 요소(6)의 명확한 배열을 보장하기 위하여, 서로 대응하는 요소(10a, 10b)가 비대칭으로, 즉 둘레에서 불균일한 간격을 두고 또는 서로에 대해 각을 형성하면서 배열되어 있다.

지지 요소(6)는, 도 3에 따라 축 방향으로 정렬된 중공 실린더 형상의 환형 면(6b)의 내부 면(11)에 시스템(10)의 제2 요소(10b) 외에 리브 형태의 하나 이상의 돌출부(12)를 구비하며, 상기 돌출부는 종축(5)의 방향으로 연장되도록 형성되어 있고, 일정한 횡단면을 가진 상태로 형성되어 있다. 지지 요소(6)가 고정자 코어(2)에 또는 절연 요소(4)에 장착된 상태에서는, 절연 요소(4) 쪽으로 정렬된 리브의 상부 면이 고정자 코어(2)로부터 돌출하는 절연 요소(4)의 벽의 외부 면에 접한다. 돌출부(12)에 의해서는, 절연 요소(4)의 벽과 지지 요소(6) 사이에서 프레스 피팅 또는 프레스 피트가 발생하며, 이와 같은 프레스 피팅 또는 프레스 피트는 절연 요소(4)에 대한 지지 요소(6)의 원치 않는 축 방향 및 방사 방향으로의 이동 동작을 방지해준다.

2개 이상의 돌출부(12)를 형성하는 경우에는, 지지 요소(6)를 절연 요소(4)의 중앙에 배치하기 위하여, 돌출부(12)가 지지 요소(6)의 중공 실린더 형상의 환형 면의 둘레에 균일하게 분포되어 있는데, 다시 말하자면 중공 실린더 형상의 환형 면(6b)의 둘레에 동일한 간격을 두고서 또는 서로에 대해 각각 동일한 각도를 형성하면서 배열되어 있다. 절연 요소(4)에 대한 지지 요소(6)의 동심 위치는, 예를 들어 서로에 대해 120°의 각도로 정렬되어 있는 3개의 리브 형상 돌출부(12)의 형성에 의해서 달성된다.

1: 고정자
2: 고정자 코어
3: 코일
4: 절연 요소
5: 종축
6: 지지 요소
6a: 방사 방향 환형 면
6b: 축 방향 환형 면
7: 수용 요소
7a: 연결 통로
7b: 플러그 하우징
8: 압력 요소
9: 연결 라인
10: 회전 방지 시스템
10a: 시스템(10)의 제1 요소, 리세스
10b: 시스템(10)의 제2 요소, 성형부
11: 지지 요소(6)의 축 방향 환형 면(6b)의 내부 면
12: 돌출부
13: 운동 방향
A: 구동 샤프트
B: 전동기
G: 하우징
L: 회로 기판
R: 회전자
SE: 스위칭 요소
SV: 스위칭 장치
VA: 연결 어셈블리
VM: 압축 메커니즘

Claims

공동의 종축(5)을 따라서 연장되도록 배열되어 있는 회전자 및 고정자(1)를 구비하는, 증기 형태 유체의 압축기를 구동시키기 위한 장치에 있어서,
축 방향으로 정렬된 고정자(1)의 제1 단부 면에 지지 요소(6)가 인접하여 배열되어 있으며, 상기 지지 요소는
- 하나 이상의 플러그형 커넥터를 수용하기 위한 플러그 하우징(7b)을 위한 하나 이상의 수용 요소(7)와 함께 하나의 연속하는 유닛 및 일체형 구성 요소로서 형성되어 있으며,
- 축 방향으로 고정자(1)와 단단히 연결된 절연 요소(4)에서 실린더 형상의 벽과 인접하여 배열되어 있으며,
- 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)을 구비하고,
상기 고정자(1)는 고정자 코어(2) 및 상기 고정자 코어(2)에 감기는 코일(3)을 포함하고,
상기 코일(3)은 상기 지지 요소(6) 내에서 구부러져서 가이드되는 라인 와이어(9)를 포함하고,
함께 형상 결합 방식의 연결부를 형성하는 제1 요소(10a) 및 제2 요소(10b)를 갖는 고정자(1)의 원주 방향으로 지지 요소(6)의 회전을 방지하기 위한 시스템(10)을 구비하고,
상기 제2 요소(10b)는 축 방향으로 정렬된 지지 요소(6)의 환형 면(6b)의 내부 면(11)에 형성되는 것을 특징으로 하는, 증기 형태 유체의 압축기를 구동시키기 위한 장치.
제1항에 있어서, 하나 이상의 수용 요소(7)가 하나 이상의 연결 통로를 구비하여 형성되어 있고, 상기 연결 통로는 플러그형 커넥터를 수용하기 위한 플러그 하우징(7b)의 접속 단자에 상응하는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 절연 요소(4)는 반경 방향으로 내부에서 고정자 코어(2)의 외벽에 접하도록 배열되어 있고, 상기 절연 요소(4)의 벽은 고정자 코어(2)로부터 축 방향으로 돌출하는 영역으로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 지지 요소(6)는 반경 방향으로 정렬된 환형 면(6a)을 구비하며, 상기 반경 방향으로 정렬된 환형 면(6a) 및 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)은 외부 측면 에지에 접하면서 배열되어 있고, 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제4항에 있어서, 상기 지지 요소(6)의 반경 방향으로 정렬된 환형 면(6a)은 원형 링의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 지지 요소(6)의 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)은 실린더 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제1 요소(10a) 및 상기 제2 요소(10b)는 각각 종축(5)에 대해 대칭으로 형성된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 시스템(10)의 제1 요소(10a)는 절연 요소(4)에 형성되어 있고, 상기 시스템(10)의 제2 요소(10b)는 지지 요소(6)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
삭제
제9항에 있어서, 상기 시스템(10)의 제1 요소(10a)는, 절연 요소(4)의 벽의 단부 면으로부터 출발해서 고정자(1)의 종축(5)에 대해 평행하게 상기 절연 요소(4)의 벽 내부로 연장되는 리세스로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제11항에 있어서, 상기 시스템(10)의 제1 요소(10a)는 반원 형상의 바닥 및 연결 에지를 갖는 노치로서 형성되어 있으며, 상기 노치 바닥과 절연 요소(4)의 벽의 단부 면 사이에서 진행하는 연결 에지는, 상기 절연 요소(4)의 벽의 단부 면으로부터 출발해서 서로에 대해 좁아지도록 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 시스템(10)의 제2 요소(10b)는 상기 시스템(10)의 제1 요소(10a)의 형상에 상응하는 돌출부로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제13항에 있어서, 상기 시스템(10)의 제2 요소(10b)는 지지 요소(6)의 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)의 내부 면(11)으로부터 돌출하는 성형부로서 제공되어 있으며, 상기 성형부는 고정자(1)의 종축(5)의 방향으로 좁아지는 형상으로 형성되어 있고, 좁아진 단부에서 반원 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 시스템(10)의 적어도 각각 2개의 제1 요소(10a) 및 제2 요소(10b)의 형성에서는, 각각 서로 상응하는 요소(10a, 10b)가 지지 요소(6)의 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)의 둘레에 걸쳐 불균일하게 분포된 상태로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 지지 요소(6)의 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)의 내부 면(11)에 하나 이상의 돌출부(12)가 리브의 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제16항에 있어서, 상기 리브는 종축(5)의 방향으로 연장되도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제16항에 있어서, 상기 절연 요소(4)에 대해 정렬된 돌출부(12)의 상부 면이 프레스 피트를 발생하기 위해 상기 절연 요소(4)의 벽의 외부 면에 접하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제16항에 있어서, 2개 이상의 돌출부(12)를 형성하는 경우에는, 상기 돌출부(12)가 지지 요소(6)의 축 방향으로 정렬된 환형 면(6b)의 둘레에 걸쳐 균일하게 분포된 상태로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
제1항 내지 제6항, 제8항, 제9항, 제11항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 전동기를 자동차 공조 시스템의 냉매 순환계 내에 사용하는 압축기를 구동시키는 것을 특징으로 하는, 장치.