KR20120136161A

KR20120136161A - 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구

Info

Publication number: KR20120136161A
Application number: KR1020110055214A
Authority: KR
Inventors: 김스라; 김태완; 이영훈; 박성준; 조경석
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-12-18

Abstract

차량용 전동식 압축기의 구동모터를 제어하는 인버터 제어회로의 구성요소인 캐패시터를 인버터 하우징내에서 안정적으로 확실하게 지지할 수 있는 캐패시터 지지구를 포함하여 구성되는 캐패시터 지지구를 제공하고자, 인버터 제어부의 PCB 기판(201)면의 둘레방향으로 밀착하여 장착되며, 캐패시터(203)를 그의 내부에 상기 PCB 기판(201)면과 평행한 방향으로 안착시키는 안착부(204)를 구비하고, 상기 인버터 제어부의 PCB기판(201)에 고정시키기 위한 고정요소용 천공부(207)를 포함하여 구성된다. 따라서, 캐패시터 지지체구 위치를 인버터의 PCB기판내에 위치시킴으로써 설계시에 있어서의 자유도를 높일 수 있으며, 중량의 감소가 가능하다.

Description

차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구{A CAPACITOR HOLDER IN A ELECTRIC COMPRESSOR INVERTER FOR A VEHICLE}

본 발명은 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차량용 전동식 압축기의 구동모터를 제어하는 인버터 제어회로의 구성요소인 캐패시터를 인버터 하우징내에서 안정적으로 확실하게 지지할 수 있는 캐패시터 지지구에 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.

전동식 압축기는 별도의 모터를 사용하여 압축기를 구동하는 방식이다. 모터는 전동식 압축기의 인버터에 의해 그 회전속도가 조절된다.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 통상의 전동압축기는 냉매를 흡입 및 토출하는 압축기 본체(10)와, 압축기 본체(10)내로 흡입되는 냉매를 압축하는 압축부(20)와, 압축부(20)를 구동하는 모터(30) 및, 모터를 구동하는 인버터 장치(40)를 구비하고 있다.

압축기 본체(10)는 흡입측 하우징(11), 중간 하우징(12) 및 배출측 하우징(13)으로 구성된다. 흡입측 하우징(11)의 측면에는 냉매의 흡입구(11a)가 마련된다. 흡입측 하우징(11)의 칸막이 벽(11b)의 한 끝단에 인버터 장치(40)를 수용하는 회로 수용부(11c)가 형성된다. 이 회로수용부(11c)내의 인버터(40)는, 칸막이벽(11b)에 밀착하도록 설치되고, 칸막이 벽(11b)의 열전달 핀(11d)에 대응하도록 위치한다. 또한 기판에는 온도측정수단인 온도센서(43)가 마련되어 있어서, 인버터(40)의 온도를 측정하도록 되어 있다.

인버터(40)에 포함된 모터 구동회로의 제어부는 반도체 스위칭소자의 스위칭동작을 제어함으로써 모터의 회전수를 제어하게 된다. 상기 인버터의 제어부에는 전동 모터에 대한 전원의 인가 및 차단 뿐 아니라 모터의 회전수 등을 제어하기 위한 인덕터, 커패시터, IGBT 소자 등의 전자부품이 장착된다. 또한, 인버터에는 외부 제어장치나 전원 등에 연결되도록 커넥터가 마련된다. 이러한 커넥터는 인버터의 외측면으로 연장 돌출되어 장착되는 것이 보통이다.

도 2는 종래의 차량용 전동식 압축기에 있어서, 인버터가 장착된 상태를 나타내는 배면도이며, 도 3은 종래의 인버터 제어부의 구조를 나타낸 것으로서, 도 3(A)는 PCB기판과 소자 지지부가 조립된 상태의 도면, 3(B)는 PCB기판과 소자 지지부가 분리된 상태의 도면을 각각 나타낸다.

도 2의 배면도에 나타낸 바와 같이, 인버터(40)는 압축기 하우징의 뒤쪽(도 1의 오른쪽 방향)에 장착되어 있으며, 그 중에서도 4개의 캐패시터(102)는 인버터의 제어부가 회로로서 실장되는 PCB기판의 지지체(101)의 상부에 별도로 장착되어 있다. 도면중 미설명부호 100은 외부 제어장치나 전원 등에 연결되도록 커넥터를 나타낸다.

도 3 및 도 4에서 나타낸 바와 같이, 종래의 인버터 제어부는 구동모터의 제어를 위한 회로부가 실장되는 PCB기판(101)과, 이들 회로부에 실장되는 각 회로요소들로서, 예를 들면 인덕터, IGBT소장등을 지지하기 위한 회로부 지지체(103)와, 상기 PCB기판(101)의 외부에서 캐패시터를 지지하기 위한 캐패시터 지지구(104) 및, 상기 캐패시터 지지구(104)에 지지된 캐패시터(102)등을 포함하여 구성된다.

그런데, 이러한 종래의 인버터 제어부는 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다. 기본적으로 차량용 압축기는 차량의 공조장치, 예를 들면 에어컨디셔너용의 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달하기 위한 것으로서, 차량의 엔진룸내에 장착하는 것이다.

그런데, 차량의 운행시에는 여러 가지 도로조건에 따라서 다양한 방식의 진동이 압축기로 전달되기 때문에, 압축기의 구동모터를 제어하기 위한 인버터의 제어부는 압축기에 안정된 상태로 고정되어 있어야 할 필요가 있음에도 불구하고, 이러한 진동이 오랜 시간을 두고 지속적으로 전달됨에 따라 수명이 짧아지거나 성능이 저하되는 등의 문제가 상존하고 있다. 특히, 캐패시터는 이러한 인버터 제어부를 구성하는 회로소자중에서도 가장 크기가 크기 때문에 특히 진동에 의한 충격에 취약하다는 문제점이 있다.

도 3에서 나타낸 바와 같이, 종래에는 이러한 진동에 의한 충격을 완하시키기 위하여 캐패시터(101)에 대해서는 특별히 PCB기판(104)의 가장 외곽측에 별도의 캐패시터 지지구(104)를 설치하였다. 이러한 캐패시터 지지구(104)는 캐패시터(102)로 하여금 압축기의 축방향, 즉 도 1에서의 좌우방향으로 연장된 상태에서 직립한 자세로 지지되게끔 설치되어 있으며, 또한, 이러한 캐패시터 지지구(104)는 통상 알루미늄으로 만들어진 회로부 지지체(103)와 일체로 형성되도록 알루미늄재질로 형성된다.

이와 같은 종래기술에 따른 캐패시터 지지구(104)는 그의 형상 및 재질 등이 매우 특화된 것이기 때문에, 설계의 자유도가 매우 낮은 것이었다. 예를 들어, 인버터는 차량으로의 탑재 상황에 따라서 그 장착위치가 매우 가변적인 것으로서, 압축기의 구동모터의 축방향은 차량의 진행방향과 같은 방향이 될 수도 있고, 그와 수직인 방향으로 될 수도 있다.

이와 같은 압축기의 탑재 상황에 따라서, 외부 제어장치나 전원 등에 연결되도록 커넥터등의 인출방향이나 인출위치도 되도록 탄력적으로 설계될 수 있게 되도록 하는 것이 필요한 것이지만, 종래기술에 따른 캐패시터 지지체를 이용하면, 설계시에 상당한 제약을 받을 수 밖에 없는 상황이었다.

또한, 캐패시터 지지체를 구성하는 재질인 알루미늄은 상대적으로 경금속에 속하긴 하지만, 금속인 이상 상당한 중량을 가질 수 밖에 없으며, 따라서 압축기 전체의 중량감소에 저해요소가 되는 것이었다.

아울러, 캐패시터(102)가 캐패시터 지지구(104)에 의하여 지지되는 높이는 캐패시터 자체의 높이 이상으로 될 수 밖에 없는 것이므로, 압축기의 전후 길이가 길어지게 되며, 이는 공조장치뿐 아니라 엔진을 포함한 다양한 기계요소들이 엔진룸의 한정된 공간내에 배치되어야 하는 현실을 생각할 때 공간절약적인 차원에서 보면 매우 불합리한 구조에 해당하는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 캐패시터 지지체구 위치를 인버터의 PCB기판내에 위치시킴으로써 인버터의 설계시에 있어서의 자유도를 높일 수 있는 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 종래의 캐패시터 지지구를 구성하는 알루미늄을 경량의 재질로 대체함으로써 압축기 전체의 중량을 감소시킬 수 있는 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구를 제공함에 있다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 인버터의 회로 구성요소인 캐패시터가 캐패시터 지지구에 의하여 지지되는 공간을 종래의 기술에서와 비교하여 감소시킴으로써, 엔진룸의 한정된 공간을 최대한 활용할 수 있는 구조의 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구는, 인버터 제어부의 PCB 기판면의 둘레방향으로 밀착하여 장착되며, 캐패시터를 그의 내부에서 상기 PCB 기판면과 평행한 방향으로 안착시키는 안착부를 구비하고, 상기 인버터 제어부의 PCB기판에 고정시키기 위한 고정요소용 천공부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 안착부의 내부 형상은, 캐패시터의 외형에 따른 오목부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 캐패시터 지지구의 재질은 플라스틱인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 안착부를 연결하는 연결부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구는, 그의 장착위치가 인버터의 PCB기판에 밀착되어 장착되어 있기 때문에, 별도 구조의 지지구를 인버터지지체에 고정시킬 필요가 없으며, 그의 장착위치는 PCB기판의 둘레부에 위치하고 있기 때문에, 인버터 회로부의 설계시에 있어서의 커넥터등의 인출위치에 관련하여 자유도를 높일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구는, 그의 재질이 종래의 알루미늄을 대체하는 가벼운 중량의 플라스틱 재질이기 때문에, 압축기 전체의 중량을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구는, 인버터 제어부의 PCB 기판의 둘레방향으로 밀착하여 장착되며, 캐패시터를 그의 내부에서 상기 PCB 기판면과 평행한 방향으로 그의 내부에 안착시키는 안착부를 구비함으로써, 캐패시터가 지지구구에 의하여 지지되는 공간을 감소시킴으로써, 엔진룸의 한정된 공간을 최대한 활용할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 차량용 전동식 압축기의 단면도.
도 2는 종래의 차량용 전동식 압축기에 있어서, 인버터가 장착된 상태를 나타내는 배면도.
도 3은 종래의 인버터의 제어부의 구조를 나타낸 도면으로서, PCB기판과 소자 지지부가 조립된 상태의 도면.
도 4는 종래의 인버터의 제어부의 구조를 나타낸 도면으로서, PCB기판과 소자 지지부가 분리된 상태의 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐패시터 지지구가 PCB기판과 결합된 상태를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐패시터 지지구에 캐패시터가 장착된 상태의 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐패시터 지지구만을 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐패시터 지지구가 PCB기판과 결합된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 동 캐패시터 지지구에 캐패시터가 장착된 상태의 사시도, 도 7은 동 캐패시터 지지구만을 나타내는 사시도이다.

도 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 캐패시터 지지구(202)는 인버터 하우징의 내부에 실장되는 것으로서, PCB기판(201)과 일체로 조립되어 인버터 하우징(201)에 수납된다.

도 5에서 보는 바와 같이, 캐패시터 지지구(202)는 그의 대략의 형상이 “ㄱ”자 형상으로 형성된다. 아울러, 캐패시터 지지구(202)는 그의 장착면적의 대부분이 인버터 제어부의 PCB 기판(201)면의 둘레 가장자리방향에 가깝게 장착된다.

이러한 구성에 의하여, PCB기판(201)에는 캐패시터(203)를 제외한 기타 제어회로를 구성하는 회로요소들을 장착할 공간이 충분히 여유를 가지고 형성된다.

캐패시터 지지구(202)는 그의 하부면이 PCB 기판(203)에 밀착해 있음과 동시에, 캐패시터(203)가 캐패시터 지지구(202)에 장착되었을 때, PCB 기판(203)면과 평행한 상태가 된다. 따라서, 종래의 경우와 같이 캐패시터의 길이에 의하여 압축기 전체의 길이가 증가되는 일이 없게 된다.

캐패시터 지지구(202)에는 캐패시터(203)를 그의 내부에 안착시키는 안착부(204)를 구비한다. 또한, 캐패시터 지지구(202)에는 상기 인버터 제어부의 PCB기판(201)에 그 자신을 고정시키기 위한 고정요소용 천공부(207)를 포함하여 구성된다. 따라서, 나사등의 고정요소를 천공부(207)에 넣고 조임으로써 캐패시터 지지구(202)를 PCT 기판(201)에 고정시킬 수 있다.

상기 안착부(204)의 내부 형상은, 캐패시터(203)의 외형에 따른 오목부로 형성되어 있어서, 대략 반원기둥 형상으로 되어 있으나, 특히 이러한 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 4면체 형상 혹은 반육각기둥 형상등, 캐패시터(203)의 외형에 따르는 어떠한 형상으로 형성하는 것도 좋다.

상기 캐패시터 지지구(202)의 재질은 플라스틱으로 구성되어 있어서, 종래의 캐패시터 지지구에 비하여 월등하게 중량을 감소시킬 수 있다. 물론, 이러한 재질도, 굳이 플라스틱에 한정되는 것은 아니며, 경량재로서 부도체인 재질로 채택할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 상관없다.

도면에서 나타낸 바와 같이 오목부의 개수는 4개로서, “ㄱ”자 형상의 양 부분에 각각 2개의 안착부에 하나씩 수납된 형상으로 되어 있지만, 각각 1개씩의 안착부만 형성되어 있어도 무방하고, 개수는 특별히 한정되는 것이 아니다. 아울러, 양쪽 부분에 공히 같은 수일 필요도 없는 것은 물론이다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims

차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징내에 장착되며, 압축기 구동모터의 구동용 인버터 제어부의 캐패시터를 지지하는 캐패시터 지지구로서,
인버터 제어부의 PCB 기판(201)면의 둘레방향으로 밀착하여 장착되며,
캐패시터(203)를 그의 내부에서 상기 PCB 기판(201)면과 평행한 방향으로 안착시키는 안착부(204)를 구비하고, 상기 인버터 제어부의 PCB기판(201)에 고정시키기 위한 고정요소용 천공부(207)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구.
제 1 항에 있어서, 상기 안착부(204)의 내부 형상은, 캐패시터(203)의 외형에 따른 오목부로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 캐패시터 지지구(202)의 재질은 플라스틱인 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구.
제 1 항에 있어서, 상기 안착부(204)를 연결하는 연결부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기 인버터의 캐패시터 지지구.