KR20120016833A - 차량용 전동식압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉매가 유입되는 흡입포트와 유입된 냉매가 가압되어 토출하는 토출포트가 형성되어 있는 하우징과, 하우징의 외측면 상에 결합하는 인버터를 포함하는 차량용 전동식압축기에 있어서, 하우징은, 냉매를 가압하는 압축부와 압축부를 구동하는 구동모터를 수용하는 원통형상의 수용공간이 형성되어 있는 메인하우징 및 메인하우징과 연결되고 수용공간의 외주면에 접하는 가상의 접평면의 반경방향으로 투영되는 영역에 위치하는 인버터 하우징을 포함하고, 인버터는 전기소자가 실장 되어 있는 인쇄회로기판을 포함하여, 인쇄회로기판은 인버터 하우징에 장착되고 전기소자 중 일부의 제1소자는 수용공간의 축방향 후방으로 투영되는 영역에 위치하는 차량용 전동식압축기를 제공한다.
따라서, 인버터의 전기소자 일부분을 하우징 내에 위치시키고, 이와 함께 전자소자를 냉매와 인접 곳에 위치시킴으로써, 인버터의 냉각효과를 향상시켜 인버터와 전기소자를 충분히 냉각시킬 수 있는 차량용 전동식압축기를 제공하는데 목적이 있다.

Description

차량용 전동식압축기 {Electric Compressor of vehicle}

본 발명은 차량용 전동식압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식압축기를 제어하는 인버터의 냉각 성능이 좋은 차량용 전동식압축기에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 전동식압축기는 냉매를 압축하는 기능을 하며, 인버터를 통하여 그 회전속도가 제어된다. 이러한 전동식압축기의 내부구조를 개략적으로 나타낸 단면도 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 전동식압축기(90)는 원통형상의 하우징(10)을 구비하며, 상기 하우징(10)에는 냉매(1;도 2 참조)가 유입되는 흡입포트(12)와 상기 흡입포트(12)를 통하여 유입된 냉매가 토출되는 토출포트(14)가 형성되어, 상기 흡입포트(12)로부터 유입되는 냉매를 가압하여 상기 토출포트(14)로 가압된 상기 냉매를 토출한다. 이에, 상기 인버터(80)는 상기 하우징(10)의 외측면 상에 결합하여 상기 전동식압축기(90)의 구동 RPM을 제어한다. 여기서, 미설명부호 30은 모터, 20은 구동축, 50은 고정스크롤, 60은 선회스크롤 및 70은 압축실을 나타낸다.

한편, 상기 인버터(80)는 그 특성상 전기소자에게서 높은 열이 발생하는데, 이렇게 발생되는 열을 냉각시키기 위하여, 종래에는 전동식압축기(90) 내로 유입되는 냉매(1)를 이용한 방법이 주로 이용되었다.

도 2는 이러한 냉매를 이용한 인버터의 냉각구조를 개략적으로 나타낸 도면으로, 상기 인버터(80)는 흡입포트(12)를 통하여 유입되는 냉매(1)가 위치한 곳에 대응하여 상기 하우징(10)의 측면에 배치되어 있다.

그런데, 상기한 종래의 차량용 전동식압축기(90)는, 하우징(10) 내로 흐르는 냉매(1)를 이용하여 인버터(80)를 냉각한다고 하여도, 상기 인버터(80)가 하우징(10)으로부터 일정거리 이격되게 설치되어 있는데다가, 또한 상기 하우징(10)이 일정 두께를 갖고 있기 때문에, 상기 인버터(80)를 충분히 냉각하기는 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기 인버터의 전기소자 일부분을 하우징 내에 위치하도록 하고, 더불어 상기 전자소자를 냉매와 인접 곳에 위치시켜 상기 인버터의 냉각효과를 향상시킬 수 있는 차량용 전동식압축기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 냉매가 유입되는 흡입포트와 유입된 냉매가 가압되어 토출하는 토출포트가 형성되어 있는 하우징과, 상기 하우징의 외측면 상에 결합하는 인버터를 포함하는 차량용 전동식압축기에 있어서, 상기 하우징은, 상기 냉매를 가압하는 압축부와 상기 압축부를 구동하는 구동모터를 수용하는 원통형상의 수용공간이 형성되어 있는 메인하우징 및 상기 메인하우징과 연결되고 상기 수용공간의 외주면에 접하는 가상의 접평면의 반경방향으로 투영되는 영역에 위치하는 인버터 하우징을 포함하고, 상기 인버터는 전기소자가 실장 되어 있는 인쇄회로기판을 포함하여, 상기 인쇄회로기판은 상기 인버터 하우징에 장착되고 상기 전기소자 중 일부의 제1소자는 상기 수용공간의 축방향 후방으로 투영되는 영역에 위치하는 차량용 전동식압축기를 제공한다.

따라서, 본 발명은 인버터의 전기소자 일부분을 하우징 내에 위치시키고, 이와 함께 상기 전자소자를 냉매와 인접 곳에 위치시킴으로써, 상기 인버터의 냉각효과를 향상시켜 상기 인버터와 전기소자를 충분히 냉각시킬 수 있는 차량용 전동식압축기를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 차량용 전동식압축기와 인버터를 나타내는 정단면도이다.
도 2는 도 1의 전동식압축기와 인버터의 냉각 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동식압축기의 하우징과 인버터를 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 개략적인 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 전동식압축기(이하 전동식압축기라 함)는, 냉매가 유입되는 흡입포트(102)와 유입된 냉매가 가압되어 토출하는 토출포트(미도시)가 형성되어 있는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 외측면 상에 결합하는 인버터(200)를 포함하며, 특히 상기 인버터(200)의 전기소자 일부가 하우징(100) 내부에서 냉매에 인접하도록 위치하여 상기 인버터(200)의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 전동식압축기이다. 이에, 본 실시예에서는 상기 전동식압축기를 구성하는 구성 중 하우징(100)과 인버터(200)를 중점적으로 설명하기로 한다.

상기 전동식압축기는, 하우징(100)과, 인버터(200)를 포함한다. 여기서, 상기 하우징(100)은, 메인하우징(110)과, 인버터 하우징(120)과, 소자 하우징(130)을 포함한다.

상기 메인하우징(110)은 냉매를 가압하는 압축부(미도시)와 상기 압축부를 구동하는 구동모터(미도시)를 수용하는 원통형상의 수용공간(112)이 형성되어 있으며, 일측 외주측면으로 냉매가 유입되는 흡입포트(102)가 형성되어 있다.

상기 전동식압축기는, 전기에 의하여 구동력을 공급받는 차량용 공조시스템에 사용되는 공지의 스크롤 전동식압축기로 적용될 수 있으며, 이러한 경우 상기 압축부는 유입된 상기 냉매를 가압 압축하기 위하여 선회랩을 구비하는 선회스크롤과, 상기 선회랩과 맞물리는 고정랩을 구비하는 고정스크롤을 포함하며, 상기 압축부에 구동력을 전달하는 상기 구동모터는 스테이터와 로터를 포함하여 이루어질 수 있다. 하지만, 상기 전동식압축기는 상기 스크롤압축기 이 외 다른 구조의 전동식압축기가 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 인버터 하우징(120)은, 상기 메인하우징(110)에서 상기 수용공간(112)의 외주면에 접하는 가상의 접평면의 반경방향(Y방향)으로 투영되는 영역에 위치하며, 상기 인버터(200)가 수용되는 인버터 수용공간(122)이 형성되어 있다.

상기 인버터(200)는, 구동모터의 RPM 등을 제어하는 역할을 하며, 인쇄회로기판(210)과, 상기 인쇄회로기판(210)에 실장 되는 복수개의 전기소자들과, 히트싱크(미도시)를 구비하는 IPM(Intelligent Power Module;230)을 포함한다. 여기서, 상기 인버터(200)는 상기한 구성 외에 다른 구성이 포함될 수 있음은 물론이다.

도 4를 참조하면, 상기 전동식압축기는, 상기 인버터(200)의 상기 전기소자들 중 일부인 제1소자(electric parts;220)가 상기 수용공간(112)의 축방향(X방향; 도 3참조) 후방으로 투영되는 영역에 위치한다. 이렇게, 상기 제1소자(220)가 상기 수용공간(112)의 축방향 후방에 위치하게 되면, 상기 전동식압축기는 종래에 비하여 상기 하우징(100)의 공간을 효율적으로 활용하기 때문에, 전체 전동식압축기의 크기를 줄일 수 있으며 이에 따라 차량의 장착성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 전동식압축기는, 상기 인버터(200)의 제1소자(220)를 상기 수용공간(112)의 외주방향으로 설치하였을 경우 전동식압축기의 전체 크기가 외주면상으로 증가하면서 전체크기가 비대해짐에 따라 장착성이 좋지 않은 점을 감안하여, 상기 인버터(200)의 제1소자(220)를 상기 수용공간(112)의 축방향에 대하여 위치하도록 하여 전동식압축기의 전체크기를 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.

또한, 상기 제1소자(220)는, 상기 흡입포트(102)와 인접한 곳에 위치하고 있다. 이 때문에, 상기 전동식압축기는 상기 흡입포트(102)를 통하여 유입되는 상기 냉매가 하우징(100)의 내부를 유동하면서 온도가 상승하기 전에 먼저 상기 제1소자(220)의 냉각을 수행할 수 있기 때문에, 상기 인버터(200)의 냉각효과를 향상시킬 수 있다.

상기 전동식압축기는 상기 인버터(200)의 제1소자(220)가 수용되는 소자하우징(130)을 더 포함한다. 상기 소자하우징(130)은, 소자 수용공간(132)을 통하여 상기 제1소자(220)를 수용하며, 상기 수용공간(112)의 축방향 후방으로 투영되는 영역 즉, 상기 인버터 하우징(120)의 후방 하측에 형성되어 있다.

상기 전동식압축기는, 상기 메인하우징(110)과, 상기 인버터하우징(120)과, 상기 소자하우징(130)은 일체로 형성하여, 하나의 제품으로 제조될 수 있다.

또한, 상기 제1소자(220)는, 열을 많이 발생하는 인버터(200)의 콘덴서(condenser) 또는 코일이 적용될 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 수용공간 110... 메인하우징
112... 수용공간 120... 인버터 하우징
130... 소자 하우징 200... 인버터

Claims (6)

1. 냉매가 유입되는 흡입포트와 유입된 냉매가 가압되어 토출하는 토출포트가 형성되어 있는 하우징과, 상기 하우징의 외측면 상에 결합하는 인버터를 포함하는 차량용 전동식압축기에 있어서,
   상기 하우징은, 상기 냉매를 가압하는 압축부와 상기 압축부를 구동하는 구동모터를 수용하는 원통형상의 수용공간이 형성되어 있는 메인하우징 및 상기 메인하우징과 연결되고 상기 수용공간의 외주면에 접하는 가상의 접평면의 반경방향으로 투영되는 영역에 위치하는 인버터 하우징을 포함하고,
   상기 인버터는 전기소자가 실장 되어 있는 인쇄회로기판을 포함하여, 상기 인쇄회로기판은 상기 인버터 하우징에 장착되고 상기 전기소자 중 일부의 제1소자는 상기 수용공간의 축방향 후방으로 투영되는 영역에 위치하는 차량용 전동식압축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 인버터 하우징의 후방에 일체로 형성되고, 상기 수용공간의 축방향 후방으로 투영되는 영역에 위치하여 상기 제1소자를 수용하는 소자하우징을 더 포함하는 차량용 전동식압축기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1소자는,
   유입되는 상기 냉매가 유동하면서 온도가 상승하기 전에 먼저 상기 제1소자의 냉각을 수행할 수 있도록 상기 흡입포트에 인접하는 곳에 위치하는 차량용 전동식압축기.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 흡입포트는, 상기 하우징의 일측 외주측면에 배치되는 차량용 전동식압축기.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1소자는, 콘덴서(condenser) 또는 코일인 차량용 전동식압축기.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 메인하우징과, 상기 인버터하우징과, 상기 소자하우징은 일체로 형성된 차량용 전동식압축기.

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