KR20120136162A - 차량용 전동식 압축기용 인버터 하우징 - Google Patents

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Abstract

인버터의 중량을 감소할 수 있고, 방열성능이 개선된 인버터 하우징에 관한 것으로서, 테두리부와 인버터회로 장착부를 연결하는 연결 바가 등간격으로 형성되는 본체 및; 상기 본체에 안착되는 PCB기판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징이 제공된다. 압축기 구동모터의 회전방향으로 대칭적으로 고정이 가능하며, IGBT에 대한 방열성능이 개선되고, 불필요한 중량을 감소시킴으로써 압축기 전체의 중량을 감소시킬 수 있다.

Description

차량용 전동식 압축기용 인버터 하우징 {A INVERTER HOUSING OF AN ELECTRIC COMPRESSOR FOR A VEHICLE}
본 발명의 차량용 전동식 압축기용 인버터 하우징에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 전동식 압축기에 있어서, 인버터의 중량을 감소할 수 있고, 방열성능이 개선된 인버터 하우징에 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 인버터에는 전동 모터에 전원을 인가하거나 차단할 뿐만 아니라 모터의 회전수 등을 제어하기 위한 다양한 회로소자로서, 인덕터, 커패시터, IGBT 소자 등의 전자부품이 내장되며, 이들은 작동시 열이 발생되는 발열소자로서, 내구성이 약하기 때문에 직접적인 냉각을 수행하는 것은 어렵다.
도 2는 종래의 차량용 전동식 압축기에 있어서, 압축기 하우징의 일부를 나타내는 사시도이다. 이러한 종래의 전동식 압축기는 냉매를 압축하는 압축부(도시 않됨)와, 압축부를 구동하기 위한 구동모터(도시않됨)와, 구동모터를 제어하기 위한 인버터(도시않됨)를 내장하기 위한 압축기의 하우징을 구비한다. 인버터는 별도의 인버터 하우징내에 내장되며, 이러한 인버터를 압축기에 고정하기 위하여 인버터 지지체(101)가 사용된다.
도 3은 종래의 인버터 하우징의 평면도로서, 인버터 지지체(101)는 대략 원형의 형상을 가지며, 그의 둘레 가장자리에는 이를 압축기 하우징에 고정하기 위한 고정부 B를 3곳에 구비하고 있다. 이 3곳의 고정부는 도 2에 표시된 하우징의 대응하는 고정부 A의 3곳에 각각 볼트 등을 이용하여 고정된다.
하지만, 이러한 방식의 종래의 전동식 압축기에 있어서의 인버터 지지체(101)는 다음과 같은 문제점이 있었다.
도시한 바와 같이, 종래의 인버터 지지체(101)는 전체적으로 비대칭적인 형상으로 되어 있기 때문에, 압축기 하우징에 고정함에 있어서, 상기와 같이 지정된 장소의 고정부 A 밖에는 고정할 수가 없었다. 즉, 지지체(101)의 비대칭적인 형상으로 인하여, 예를 들어, 축방향을 중심으로 지지체(101)를 회전하여 장착하는 것등이 원천적으로 불가능하다.
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 것이었으나, 상술한 바와 같은 종래의 인버터 지지체(10)에 있어서는, 인버터로부터 인출되는 커넥터의 위치를 변경함에 있어서 매우 어려움이 있었다.
또한 인버터에 있어서는 전력용 반도체로서 IGBT 소자를 사용하는데, 이러한 IGBT 소자는 열이 다량으로 발생하기 때문에 방열을 필요로 하며, 인버터 지지체(101)는 이러한 IGBT 소자의 방열기능을 담당하고 있기도 하지만, 상술한 바와 같은 인버터 지지체(101)의 비대칭적 형상으로 인하여, 특정 IGBT 소자부분은 방열성능이 저하된다고 하는 문제점이 있었다.
아울러, 종래의 인버터 지지체는 그의 중량을 최대한 감소시키기 위하여 알루미늄을 재질로 형성하였지만, 알루미늄도 금속재이기 때문에 절대적으로 중량을 감소시키기에는 아무래도 어려운 면이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 전동식 압축기의 인버터에 있어서의 인버터 하우징의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압축기 구동모터의 회전방향으로 위치설정이 자유롭게 고정할 수 있는 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 전동식 압축기의 인버터의 구조를 변경함이 없이, 인버터 지지체의 IGBT 소자에 대한 방열성능이 개선된 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 불필요한 중량을 감소시킴으로써 압축기 전체의 중량을 감소시킬 수 있는 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징을 제공함을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 압축기의 전동압축기용 인버터 하우징은: 대략 원형으로 형성되며, 그의 둘레부에 형성된 테두리부와, 중앙에 형성된 인버터 회로 장착부 및, 상기 테두리부와 인버터회로 장착부를 연결하며 등간격으로 형성된 연결 바를 포함하여 구성되는 본체 및; 상기 본체에 안착되는 PCB 기판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 연결 바는 60도 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 본체는 알루미늄 재질로 만들어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 연결 바에는 본체를 조립하기 위한 볼트체결부를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량용 압축기의 전동압축기용 인버터 하우징에 따르면, 하우징의 본체가 대칭적 구조를 가지기 때문에, 압축기 구동모터의 회전방향으로 위치설정이 자유롭게 고정할 수 있고, 커넥터의 인출위치 및 방향에 있어서 설계의 자유도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 인버터 하우징에 의하면, 본체의 인버터 회로 장착부가 중앙에 위치되며, 동 회로 장착부에는 대칭적으로 형성된 연결 바가 연결되어 있기 때문에, 발열소자로서의 IGBT 소자에 대한 방열성능이 향상된다.
아울러, 본 발명의 인버터 하우징에 의하면, 인버터 하우징의 본체에 있어서 연결을 위한 구조를 제외한 불필요한 부분들이 제거되었기 때문에 인버터 하우징 및 전체 차량용 전동식 압축기의 중량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 자동차용 전동 압축기의 측단면도.
도 2는 종래의 압축기 하우징의 일부사시도.
도 3은 종래의 인버터 하우징의 평면도.
도 4는 차량용 압축기 하우징에 본 발명에 따른 인터버 하우징을 장착하기 전의 상태를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 하우징의 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 하우징의 본체만을 나타낸 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 관한 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 인버터 하우징을 압축기 하우징에 장착하기 전의 상태를 나타내는 사시도이며, 도 5는 상기 인버터 하우징의 분해 사시도이고, 도 6은 인버터 하우징의 본체만을 나타낸 정면도이다.
도면에 있어서, 참조부호 200은 압축기의 모터 어셈블리를 나타내며, 201은 압축기 하우징을, 202는 인버터 하우징을 각각 나타낸다. 인버터 하우징(202)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 본체(206) 및 PCB 기판(203)으로 구성된다. 도 5에는 본체(206)내에 수납되는 인버터의 구성 부품중 캐패시터(205)를 안정적으로 고정하기 위한 캐패시터 지지구(204)가 포함되어 도시되어 있지만, 이는 본 발명의 구성요소가 아니므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본체(206)는 그의 전체적인 형상이 대략 원형으로 형성된다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 본체(206)는 그의 둘레부에 형성된 융기된 테두리부(209)와, 그의 중앙부에 형성된 인버터회로 장착부(207) 및, 상기 테두리부(209)와 인버터회로 장착부(207)의 사이에서 이들을 연결하는 연결 바(208)를 포함하여 구성된다.
테두리부(209)는 인버터 하우징내에 장착되는 인버터용 회로소자등을 수납할수 있을 정도의 높이로 융기되어 있다.
인버터 회로 장착부(207)에는 차량용 압축기의 구동모터를 제어하기 위한 인버터 제어회로가 장착되며, 대략 4각형상의 장착부에는 발열소자로서의 IGBT소자를 포함하여 인덕터 및 커패시터등이 실장된다. 아울러, 인버터 회로 장착부(207)에는 인버터 제어회로를 구성하는 각종 회로소자를 실장할 수 있는 접속공(210)들을 포함하고 있다.
상술한 바와 같이, IGBT소자는 발열성 소자이며, 이에 대한 방열대책으로서, 본 발명의 인버터 회로장착부(207)에는 6개의 연결 바(208)가 연결되어 있다. 즉, IGBT소자에 의한 열은 인버터 회로 장착부(207)로부터 연결 바(208)를 통하여 대기중으로 방출된다.
6개의 연결 바(208)는 또한 상호간에 60도의 간격으로 배치된다. 연결 바(208)는 압축기 구동모터의 구동축의 주위로 60도 간격으로 형성되어 있기 때문에, 60도씩 회전함에 따라 압축기 하우징(201)으로의 장착위치의 변경이 가능하다. 다시 말해서 장착위치를 60도만큼씩 가변적으로 장착이 가능하므로, 인버터로부터 인출되는 커넥터 등의 인출위치에 있어서 설계상 자유도가 제고될 수 있다.
본 발명에 있어서는 연결 바(208) 상호간의 각도는 60도인 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 예를 들어 30도, 90도, 45도, 60도등 다양하게 변경이 가능하다.
또한, 본체(206)의 재질은 알루미늄으로 만들어지며, 상기 연결 바(208)에는 본체를 압축기 하우징(201)에 대해서 조립하기 위한 볼트체결부(211)가 형성되어 있어서, 볼트에 의하여 압축기 하우징(201)으로의 접속이 가능하게 된다.
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 (4)

  1. 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징에 있어서,
    대략 원형으로 형성되며, 그의 둘레부에 형성된 테두리부(209)와, 중앙에 형성된 인버터 회로 장착부(207) 및, 상기 테두리부(209)와 인버터회로 장착부(207)를 연결하며 등간격으로 형성된 연결 바(208)를 포함하여 구성되는 본체(206) 및;
    상기 본체에 안착되는 PCB 기판(203)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 바(208)는 60도 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 본체(206)는 알루미늄 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연결 바(208)에는 본체(206)를 조립하기 위한 볼트체결부(211)를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 전동식 압축기의 인버터 하우징.
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