KR102141877B1 - 전동 압축기 - Google Patents

Abstract

전동 압축기가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기는 고온의 발열소자(40)가 실장된 인쇄회로기판(20); 및 상기 발열소자(40)의 주위에 배치된 열 민감성 소자(50)로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하기 위해 상기 발열소자(40)와 열 민감성 소자(50) 사이에 형성된 열 차단부(80)를 포함한다.

Description

전동 압축기{Compressor}

본 발명은 인쇄회로기판에 실장된 발열소자에서 발생된 열기로 인해 열 민감성 소자의 성능 저하 및 소손을 예방하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 전동 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다. 이와 같은 압축기에는 실제로 냉매를 압축하는 구성으로서, 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 회전식 압축기에는 엔진을 구동원으로 하여 회전을 수행하는 기계식과, 모터를 구동원으로 하는 전동식이 있다.

전동 압축기는 인버터에 의해 회전속도가 조절되는데, 상기 인버터에는 작동시 열이 발생되는 발열소자가 다수 사용되며 상기 발열소자들은 내구성이 약하기 때문에 직접적으로 냉매가 흐르도록 하여 냉각을 실시하는 것은 상대적으로 어려운 문제점이 유발되었다.

이를 해결하기 위해 압축기의 흡입측 벽면으로 인버터의 설치 위치를 조정하여 흡입측 벽면으로 인버터의 열을 전달하고 흡입측 벽면을 유동하는 냉매와의 열교환을 통해 냉각을 실시하고 있다.

이러한 종래의 인버터는 전동 압축기에 장착된 상태로 차량의 공조장치의 작동을 제어하기 위해 사용된다.

이러한 인버터는 통상 모터 구동회로 및 제어부를 포함하여 구성되는데, 회로를 구성하는 반도체 스위칭 소자 등의 발열에 의하여, 모터 구동회로가 고온으로 되는 경우가 있다. 이 경우, 고온으로 인하여 인버터 내부의 반도체 소자의 전류 제어치가 감소하고, 제어치 이상의 전류를 흘리면 반도체 소자가 파손되는 경우가 발생하게 된다. 아울러, 전동압축기가 엔진룸내에 배치되므로, 엔진의 발열에 의해 인버터가 고온 상태가 유지 되는 경우가 발생된다.

상기 전동 압축기는 인버터에 고전압이 인가되고 350볼트 전후의 고전압이 인가되므로 발열이 높게 발생되는데, 이 경우 IGBT 또는 MOSFET와 같이 열에 민감한 소자의 경우 고온으로 온도가 급격히 상승할 경우 오작동되거나, 원래의 성능 보다 낮은 상태로 작동되는 현상이 발생되었다.

이 경우 전동 압축기의 오작동으로 인해 냉방이 불안정하게 이루어질 수 있어서 이에 대한 대책이 필요하다.

대한민국공개특허 제10-2012-0095735호

본 발명의 실시 예들은 전동 압축기에 구비된 열 민감성 소자로 전달되는 고온의 열을 안정적으로 차단하기 위해 발열소자와 열 민감성 소자 사이에 전도되는 열을 차단하기 위한 전동 압축기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 고온의 발열소자(40)가 실장된 인쇄회로기판(20); 및 상기 발열소자(40)의 주위에 배치된 열 민감성 소자(50)로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하기 위해 상기 발열소자(40)와 열 민감성 소자(50) 사이에 형성된 열 차단부(80)를 포함한다.

상기 열 차단부(80)는 상기 발열소자(40)의 길이 방향 또는 폭 방향 중의 어느 하나 또는 모두 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 열 차단부(80)는 상기 인쇄회로기판(20)에 개구된 슬롯 홀(82); 상기 슬롯 홀(82)에 삽입된 절연체(84)를 포함한다.

상기 절연체(84)는 상기 슬롯 홀(82)에 삽입된 상태에서 상기 인쇄회로기판(20)의 상측으로 돌출된 상태가 유지되는 것을 특징으로 한다.

상기 절연체(84)는 상기 인쇄회로기판(20)을 중심으로 상단부와 하단부가 각각 연장된 것을 특징으로 한다.

상기 열 차단부(80)는 상기 인쇄회로기판(20)에 고정된 상태를 유지하기 위해 길이 방향을 기준으로 선단부와 후단부에 구비된 고정부(86)를 더 포함한다.

상기 고정부(86)는 고무, 플라스틱 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 절연체(84)는 베이클라이트(bakelite)가 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 열 차단부(80)는 상기 열 민감성 소자(50)에 비해 상대적으로 길게 연장된 연장 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 전동 압축기는 고온의 발열소자(40)가 실장된 인쇄회로기판(20); 및 상기 발열소자(40)의 주위에 배치된 열 민감성 소자(50)로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하기 위해 상기 발열소자(40)와 열 민감성 소자(50) 사이에 형성된 열 차단부(800)를 포함하되, 상기 열 차단부(800)는 상기 발열소자(40) 전체를 감싸는 형태로 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들은 발열소자가 고온으로 발열이 이루어지는 경우에도 열 민감성 소자로의 열 전달이 최소화됨으로써 발열이 최소화되고, 안정적으로 장시간 작동될 수 있어 전동 압축기의 작동 안전성이 확보된다.

본 발명의 실시 예들은 내열성을 갖는 고가의 소자를 사용하지 않고 열 민감성 소자로 전달되는 열을 차단할 수 있어 전동 압축기의 안정적인 작동 및 압축 효율을 일정하게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기의 인쇄회로기판에 열 차단부가 배치된 상태를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열 차단부의 종 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열 차단부의 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기의 인쇄회로기판에 열 차단부가 배치된 상태를 도시한 평면도.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기의 인쇄회로기판에 열 차단부가 배치된 상태를 도시한 평면도 이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 열 차단부의 종 단면도 이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열 차단부의 평면도 이다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 전동 압축기는 모터부(미도시)의 전방에 형성되고 냉매의 압축이 이루어지는 압축부(미도시)를 포함하며, 상기 모터부와 압축부는 서로 간에 냉매의 이동이 이루어지도록 연통되어 있으며 메인몸체(미도시)의 일측에 냉매가 유입되는 흡입포트가 형성되고, 상기 모터부에서 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(미도시)가 형성된다.

냉매는 흡입포트를 통해 유입된 후에 모터부를 경유하여 압축부로 전달되어 소정의 압력으로 압축되고, 토출포트를 통해 압축기의 외측으로 토출된다.

이와 같이 작동되는 전동 압축기는 전술한 모터부에 전력을 공급하고 작동 상태를 제어하기 위해 인쇄회로기판(20)에 발열소자(40)가 실장되고, 상기 발열소자(40)와 인접하여 열에 상대적으로 민감한 열 민감성 소자(50)가 배치된다.

특히 본 발명은 상기 열 민감성 소자(50)로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하기 위해 상기 발열소자(40)와 열 민감성 소자(50) 사이에 형성된 열 차단부(80)를 포함한다.

열 차단부(80)는 공기 중으로 고온의 열기가 방열되어 상기 열 민감성 소자(50)로 전달되는 것을 차단하기 위해 도면에 도시된 바와 같이 배치되는데, 일 예로 상기 발열소자(40)의 길이 방향 또는 폭 방향 중의 어느 하나 또는 모두 배치될 수 있다. 참고로 미 설명한 도면부호 30은 인쇄회로기판(20)을 고정하기 위해 개구된 고정 홀을 의미한다.

열 차단부(80)가 발열소자(40)의 길이 방향에 배치될 경우 열 민감성 소자(50)의 레이 아웃을 고려하여 상기 발열소자(40)의 길이 방향 중 일부 구간에만 배치되거나, 상기 발열소자(40)의 길이 방향 전체에 배치될 수 있다.

또한 열 차단부(80)는 발열소자(40)의 폭 방향에 배치될 경우 상기 발열소자(40)의 폭 방향과 열 민감성 소자(50)의 길이 방향 길이 보다 상대적으로 길게 연장된 길이로 연장되어 상기 열 민감성 소자(50)로 전달될 수 있는 고온의 열을 안정적으로 차단한다.

따라서 열 민감성 소자(50)는 고온의 열이 전달되지 않아 안전한 작동 온도 범위 이내에서 안정적으로 작동될 수 있어 전동 압축기의 안정적인 작동 및 상기 열 민감성 소자(50)의 오작동이 예방된다.

특히 전동 압축기가 사용되는 지역의 주변 온도가 고온 지역일 상기 전동 압축기 주위의 대기 온도와 상기 발열소자(40)에서 발생된 고온의 열로 인해 열 민감성 소자(50)로 열 전달될 확률이 증가될 수 있으나 본 발명의 경우 가장 큰 변수로 작용하는 발열소자(40)에서 발생된 고온의 열이 직접적으로 전달되는 것을 안정적으로 차단하여 성능 저하를 차단할 수 있다.

열 차단부(80)는 인쇄회로기판(20)에 개구된 슬롯 홀(82)과, 상기 슬롯 홀(82)에 삽입된 절연체(84)를 포함하는데, 상기 슬롯 홀(82)은 상기 절연체(84)의 두께에 따라 폭이 변경 가능하며 도면에 도시된 폭으로 반드시 한정하지 않는다.

슬롯 홀(82)은 직선 형태 또는 곡선 형태 중의 어느 한 형태로 변경 가능하며 반드시 도면에 도시된 형태로 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

절연체(84)는 상기 슬롯 홀(82)에 삽입된 상태에서 상기 인쇄회로기판(20)의 상측으로 돌출된 상태가 유지되며 돌출된 길이는 하우징(미도시)의 내면과 밀착된 상태가 유지되는 것이 고온의 공기가 열 민감성 소자(50)로 열 전도가 발생되는 것을 예방할 수 있으며 이를 통해 상기 열 민감성 소자(50)의 과열을 방지할 수 있다.

절연체(84)는 상기 인쇄회로기판(20)을 중심으로 상단부와 하단부가 동일 길이로 연장되는데, 상기 인쇄회로기판(20)의 후방을 향해 연장된 부분은 상대적으로 저온의 냉매와 유동하는 인버터 하우징에 밀착되는 것이 바람직하나 반드시 상기 상태로 한정하지 않는다.

이와 같이 절연체(84)가 인쇄회로기판(20)을 중심으로 상단부와 하단부가 각각 연장되면, 이 경우 절연체(84)가 연장된 구간 이내에서는 상기 열 민감성 소자(50)를 향해 전달되는 열이 안정적으로 차단되어 성능 저하를 예방할 수 있다.

절연체(84)는 베이클라이트(bakelite)가 사용되나 다른 절연체가 사용될 수 있으며 반드시 한정하지는 않는다.

열 차단부(80)는 상기 인쇄회로기판(20)에 고정된 상태를 유지하기 위해 길이 방향을 기준으로 선단부와 후단부에 구비된 고정부(86)를 더 포함하고, 상기 고정부(86)는 고무, 플라스틱 중의 어느 하나가 선택적으로 사용된다.

고정부(86)는 볼트 또는 나사를 통해 고정하는 방식이 사용될 경우 상기 볼트가 삽입되는 삽입 홀(미도시)이 인쇄회로기판(20)에 형성되되, 상기 절연체(84)의 길이 방향을 기준으로 선단부와 후단부에 각각 설치된다. 참고로 상기 볼트는 너트를 통해 인쇄회로기판(20)에서 고정된다.

고정부는 볼트 방식이 아닌 절연체(84)와 일체로 이루어진 방식이 사용될 경우 상기 절연체(84)의 선단부와 후단부에서 인쇄회로기판(20)을 향해 연장된 후크 타입으로 변경될 수 있다. 이 경우 상기 인쇄회로기판(20)에 형성된 슬롯 홀(82)에 절연체(84)를 삽입시켜 상기 후크가 삽입되는 삽입 홀(미도시)에 고정하면 보다 편리하게 절연체에 대한 고정을 실시할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 전동 압축기에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전동 압축기는 고온의 발열소자(40)가 실장된 인쇄회로기판(20); 및 상기 발열소자(40)의 주위에 배치된 열 민감성 소자(50)로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하기 위해 상기 발열소자(40)와 열 민감성 소자(50) 사이에 형성된 열 차단부(800)를 포함하되, 상기 열 차단부(800)는 상기 발열소자(40) 전체를 감싸는 형태로 배치된다.

본 실시 예는 전술한 실시 예와 다르게 열 차단부(800)가 열 민감성 소자(50)를 부분 커버하는 방식이 아니라 상기 발열소자(40) 전체를 에워싸서 열 민감성 소자(50)와 차단시키는 방식으로 구성될 수 있다.

이 경우 발열소자(40)의 소손을 방지하기 위해 고온의 열이 배출될 수 있는 배출구(미도시)를 부분적으로 형성하되, 상기 열 민감성 소자(50)가 위치된 방향을 제외한 다른 위치에 형성하여 상기 열 민감성 소자(50)로의 열 전달을 차단한다.

열 차단부(800)는 도면에 도시된 바와 같이 사각 형태 또는 다른 형태로 변경 가능하며 특별히 특정 형태로 한정하진 않는다.

열 차단부(800)는 인쇄회로기판(20)에 형성된 슬롯 홀(미도시)에 삽입되는데, 상기 슬롯 홀은 인쇄회로기판(20)의 구조적 강도 약화를 위해 부분적으로 폐쇄된 구간(미도시)이 형성되므로 상기 발열소자(40)를 감싸는 형태로 설치되는 경우에도 안정적인 설치와 고온의 열을 차단할 수 있다.

열 차단부(800)는 상기 슬롯 홀(미도시)에 삽입된 절연체(84)를 포함하는데, 상기 절연체는 전술한 실시 예와 동일한 재질이 사용될 수 있다.

열 차단부(800)는 인쇄회로기판(20)에 고정된 상태를 유지하기 위해 길이 방향을 기준으로 선단부와 후단부에 구비된 고정부(미도시)를 더 포함하고, 상기 고정부는 고무, 플라스틱 중의 어느 하나가 선택적으로 사용된다.

이와 같이 열 차단부(800)가 설치될 경우 발명소자(40)에서 발생된 열기는 열 민감성 소자(50)로 전도와 방열이 안정적으로 차단되어 장시간 전동 압축기가 작동되는 경우에도 상기 열 민감설 소자(50)의 소손이 예방되고 전동 압축기의 안정적인 작동이 유지된다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

20 : 인쇄회로기판
40 : 발열소자
80, 800 :열 차단부
82 : 슬롯 홀
84 : 절연체

Claims (10)

1. 고온의 발열소자(40)가 실장된 인쇄회로기판(20); 및
   상기 발열소자(40)의 주위에 배치된 열 민감성 소자(50)로 고온의 열이 전달되는 것을 차단하기 위해 상기 발열소자(40)와 열 민감성 소자(50) 사이에 형성된 열 차단부(80)를 포함하고,
   상기 열 차단부(80)는 상기 인쇄회로기판(20)에 개구된 슬롯 홀(82)과, 상기 슬롯 홀(82)에 삽입된 절연체(84)를 포함하며,
   상기 절연체(84)는 상기 인쇄회로기판(20)을 중심으로 상단부와 하단부가 각각 연장된 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 열 차단부(80)는,
   상기 발열소자(40)의 길이 방향 또는 폭 방향 중의 어느 하나 또는 모두 배치된 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 절연체(84)는,
   상기 슬롯 홀(82)에 삽입된 상태에서 상기 인쇄회로기판(20)의 상측으로 돌출된 상태가 유지되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 열 차단부(80)는,
   상기 인쇄회로기판(20)에 고정된 상태를 유지하기 위해 길이 방향을 기준으로 선단부와 후단부에 구비된 고정부(86)를 더 포함하는 전동 압축기.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 고정부(86)는,
   고무, 플라스틱 중의 어느 하나가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 절연체(84)는,
   베이클라이트(bakelite)가 사용되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 열 차단부(80)는,
   상기 열 민감성 소자(50)에 비해 상대적으로 길게 연장된 연장 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
10. 삭제

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