KR20160104397A

KR20160104397A - 전동 압축기용 인버터 하우징 및 인버터 하우징의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160104397A
Application number: KR1020150027382A
Authority: KR
Inventors: 강은석; 임호빈; 정경훈; 조성국
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-09-05

Abstract

본 발명은 전동 압축기용 인버터 하우징에 관한 것으로, 전동 압축기(100)의 하우징(110) 일측에 구비되며, 내부에 인버터 및 방열판(60)을 포함하는 인버터 유닛이 실장되는 전동 압축기용 인버터 하우징(10)에 있어서, 상기 인버터 하우징(10)은 일측 판면이 개구되어 상기 방열판(60)이 결합되는 개구부(50)을 형성하며, 상기 인버터 하우징(10)은 플라스틱 재질로 만들어지고, 상기 방열판(60)은 금속 재질로 만들어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 금속과 플라스틱의 소재를 적절히 혼용함으로써 무게가 가볍고 열전도율 및 전자파 차폐율이 높은 장점이 있다. 또한, PCB와 전기적 절연 거리에 제한이 없어 내부 부품 설계 및 위치 구성이 자유롭고, 제품 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

전동 압축기용 인버터 하우징 및 인버터 하우징의 제조 방법{Inverter housing for electromotive compressor and method for manufacturing thereof}

본 발명은 전동 압축기용 인버터 하우징 및 인버터 하우징의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가볍고 열전도율 및 전자파 차폐율이 높은 복합 재질로 만들어진 전동 압축기용 인버터 하우징 및 인버터 하우징의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공조시스템에 적용되는 압축기는 증발기를 거친 가스 냉매를 흡입해 고온고압의 가스 냉매 상태로 압축하여 응축기로 토출하는 기능을 하며, 왕복동식, 회전식, 스크롤식, 사판식 등 다양한 타입의 압축기가 사용되고 있다.

이러한 압축기 중 동력원으로 전동 모터를 사용하는 압축기를 통상적으로 전동식 압축기라고 한다.

전동식 압축기는 외부의 부하 조건에 따라 공조시스템의 냉방효율을 가변적으로 조절하며, 이를 위해 구동 모터의 회전수를 조절하는 인버터가 장착된다. 인버터는 압축기의 하우징 일측에 구비된 인버터 하우징 내부에 장착되며, 다양한 회로소자가 실장된 인쇄회로기판 등으로 구성된다. 일반적인 인버터 및 인버터 하우징의 구조가 한국특허공개 2013-0057727호에 개시되어 있다.

인버터 하우징에 사용되는 재질은 전자파를 차폐할 수 있으면서 가벼운 중량을 가지며, 높은 열전도율과 가격 경쟁력의 요소를 모두 만족시킬 수 있어야 하기 때문에 주로 알루미늄 재질로 만들어지고 있다.

알루미늄 재질의 인버터 하우징은 금속 재질 중에서는 상대적으로 중량이 가볍지만, 금속 재질 자체가 플라스틱 등의 재질에 비해 무거운 단점이 있다.

또한, 금속 재질의 인버터 하우징을 구비하는 경우 PCB 소자와 절연 거리가 확보되어야 하기 때문에 제품 사이즈를 줄이기 어려운 문제가 있다.

한국특허공개 2013-0057727호(공개일 2013. 06. 03)

본 발명의 목적은 가볍고 열전도율 및 전자파 차폐율이 높은 복합 재질의 전동 압축기용 인버터 하우징 및 인버터 하우징의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전동 압축기(100)의 하우징(110) 일측에 구비되며, 내부에 인버터 및 방열판(60)을 포함하는 인버터 유닛이 실장되는 전동 압축기용 인버터 하우징(10)에 있어서, 상기 인버터 하우징(10)은 일측 판면이 개구되어 상기 방열판(60)이 결합되는 개구부(50)을 형성하며, 상기 인버터 하우징(10)은 플라스틱 재질로 만들어지고, 상기 방열판(60)은 금속 재질로 만들어지는 것을 특징으로 한다.

상기 인버터 하우징(10)은 측면의 내측에 구비되어 커버를 결합하는 볼트가 삽입되는 복수의 보스부(20)을 포함할 수 있다.

상기 인버터 하우징(10)은 상기 일측 판면에 구비되어 상기 인버터 유닛을 결합시키는 복수의 체결 보스(30)을 더 포함할 수 있다.

상기 보스부(20) 또는 체결 보스(30)은 내부에 원통형의 금속 재질이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속 재질은 동 재질을 포함하며, 인서트 사출에 의해 상기 보스부(20) 또는 체결 보스(30)에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 방열판(60)은 인서트 사출에 의해 상기 개구부(50)을 커버하도록 상기 인버터 하우징(10)에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 인버터 하우징(10)은 표면에 전자파 차폐 필름이 부착되거나 전자파 차폐용 코팅액이 분사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전동 압축기(100)의 하우징(110) 일측에 구비되며, 내부에 인버터 및 방열판(60)을 포함하는 인버터 유닛이 실장되는 전동 압축기용 인버터 하우징의 제조 방법에 있어서, 다이 캐스팅(die casting)을 통해 인버터 하우징(10)의 보스부(20) 및 체결 보스(30)의 내부에 삽입되는 금속 재질 및 방열판(60)을 만드는 주조 단계(S100)와, 상기 주조 단계(S100)에서 제조된 보스부(20) 및 체결 보스(30)의 내부에 삽입되는 금속 재질 및 방열판(60)을 플라스틱 사출 금형에 배치하고 인서트 사출하는 인서트 사출 단계(S200)를 포함할 수 있다.

상기 인서트 사출 단계(S200) 이후 상기 인버터 하우징(10)의 표면에 전자파 차폐를 위한 필름을 부착하거나 전자파 차폐를 위한 코팅액을 스프레이하는 코팅 단계(S300)와, 상기 인버터 하우징(10)을 건조하는 건조 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징은 금속과 플라스틱의 소재를 적절히 혼용함으로써 무게가 가볍고 열전도율 및 전자파 차폐율이 높은 장점이 있다. 또한, PCB와 전기적 절연 거리에 제한이 없어 내부 부품 설계 및 위치 구성이 자유롭고, 제품 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 전동 압축기의 외관을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징을 도시한 사시도,
도 3은 도 1에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징의 제조 방법을 도시한 순서도이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징 및 인버터 하우징의 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 전동 압축기의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징의 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 전동 압축기(100)은 하우징(110)의 일측에 인버터 하우징(10)이 구비되며, 인버터 하우징(10)의 내부에는 인버터(미도시)와, 인버터의 방열 및 절연을 위한 구성품을 포함하는 인버터 유닛이 수용된다. 인버터는 IGBT 등 각종 회로소자 및 인쇄회로기판으로 구성된다. 인버터의 하부에는 방열을 위한 방열판(60)이 장착되며, 방열판과 인버터의 사이에는 인버터의 절연을 위한 절연 구조가 구비된다.

인버터 하우징(10)은 압축기(100)의 일측 하우징(110) 형상에 대응하는 형상을 가지며, 인버터 하우징(10)의 내부에 인버터 등의 구성품을 실장할 수 있도록 수용 공간이 형성된다. 즉, 인버터 하우징(10)은 압축기(100)의 하우징(110) 일측에 대응하는 형상을 갖는 통 형상이며, 탈착 가능하게 결합되는 커버에 의해 폐쇄된다.

인버터 하우징(10)이 개방된 상태에서 내부에 형성된 수용 공간에는 방열판(60), 절연을 위한 구성품, 인버터가 차례로 적층되며, 적층된 상태에서 볼트로 결합된 후 커버가 결합된다.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 하우징에 대해 좀더 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 인버터 하우징(10)은 전기적 절연성을 가질 수 있도록 플라스틱 재질로 만들어진다. 또한, 전자파(EMC)를 차폐할 수 있도록 인버터 하우징(10)의 표면에는 전자파 차폐 필름이 부착되거나, 전자파를 차폐할 수 있는 코팅액이 스프레이 방식 등에 의해 코팅될 수 있다.

인버터 하우징(10)에는 커버와 결합되기 위한 보스부(20)와, 인버터와 체결되기 위한 체결 보스(30)이 복수 개소에 형성될 수 있다.

보스부(20)은 인버터 하우징(10)의 측면을 따라 내측에 구비되며, 플라스틱 사출에 의해 인버터 하우징(10)과 일체로 형성될 수 있다. 보스부(20)의 내부에는 원통형의 금속 재질을 인서트 사출을 통해 삽입함으로써 볼트가 조립될 수 있도록 한다. 보스부(20) 내부에 별도의 금속 재질을 사출하여 삽입하는 이유는 볼트의 조립 시 과도한 체결력에 의해 플라스틱 재질인 보스부(20)이 파손되는 것을 방지하고, 체결력을 향상시키기 위함이다. 금속 재질의 내주면에는 볼트의 나사산에 대응하는 나사홈이 형성되며, 동 재질 등과 같은 금속 재질이 사용될 수 있다.

체결 보스(30)은 인버터 하우징(10)의 판면 상에 복수 개소로 구비되며, 인버터 유닛의 배치 형태에 대응하는 위치에 형성되어 볼트가 삽입된다. 체결 보스(30) 역시 내부에 원통형의 동과 같은 금속 재질을 인서트 사출을 통해 삽입하여 볼트의 조립 시 체결력을 향상시킬 수 있다.

한편, 체결 보스(30)이 형성된 인버터 하우징(10)의 판면의 일부는 인서트 사출을 통해 방열판(60)이 결합될 수 있도록 개구부(50)을 형성한다.

개구부(50)은 방열판(60)의 형상에 대응하는 형상 및 크기를 가지며, 개구부(50)에 방열판(60)이 인서트 사출에 의해 일체로 형성되어 개구부(50)을 커버한다.

방열판(60)은 금속 재질로 만들어지며, 인버터 유닛을 하부에서 지지하여 인버터 유닛에서 발생되는 열을 방열하는 역할을 한다. 방열판(60)은 열전도율이 높아야 하므로 금속 재질 중에서도 열전도율이 높은 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다. 또한, 인버터 하우징(10)의 무게를 줄일 수 있도록 금속 재질 중에서 상대적으로 가벼운 중량을 갖는 재질로 만들어지는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명에서는 알루미늄 재질을 이용하여 방열판(60)을 제공하고자 한다. 알루미늄 재질로 방열판(60)을 형성하면 무게 감소, 높은 열전도율에 따른 효율적인 방열이 가능하며, 가격 역시 저렴한 장점이 있다. 또한, 전자파를 차폐하는 효과도 있어 다른 금속 재질에 비해 유리한 점이 많다.

이상에서와 같이, 인버터 하우징의 일부분(방열판 부분)을 제외한 나머지 부분을 기존의 금속 재질에서 플라스틱 재질로 교체함으로써 기존 대비 인버터 하우징의 무게를 크게 줄이는 효과가 있다. 실험값에 따르면, 전체를 금속 재질로 만들 때에 비해 대략 100g 내외의 무게를 감소시키는 효과가 있다.

또한, 인버터 하우징이 일부를 제외하고 모두 플라스틱 재질로 만들어지므로 내부에 조립되는 인쇄회로기판과 절연 거리에 제한 없이 부품을 배치할 수 있어 인버터 하우징의 크기를 감소시키고 부품 구성의 자유도가 향상되는 효과가 있다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징에 있어서, 그 제조 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기용 인버터 하우징의 제조 방법을 도시한 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전동 압축기용 인버터 하우징의 제조 방법은 먼저 다이 캐스팅(die casting)을 통해 인버터 하우징(10)의 금속 재질 부분을 만든다(주조 단계, S100). 즉, 주조 단계(S100)에서 보스부(20) 및 체결 보스(30)의 내부에 삽입되는동 재질의 원통형 구조물과, 인버터 유닛의 방열 부위에 대응하는 방열판(60)이 주조된다.

주조 단계(S100) 이후 플라스틱 사출 금형에 다이 캐스팅을 통해 만들어진 금속 부품들을 위치시킨 후 인서트 사출을 통해 보스부(20) 및 체결 보스(30)을 포함한 플라스틱 재질로 이루어진 부분을 주조한다(인서트 사출 단계, S200). 인서트 사출 단계(S200)에서 금속 재질 부분과 플라스틱 재질 부분이 일체화되어 인버터 하우징(10)이 형성된다.

인서트 사출이 완료되면 인버터 하우징(10)의 표면에 전자파 차폐를 위한 필름을 부착하거나 전자파 차폐를 위한 코팅액을 스프레이함으로써 인버터 하우징(10)이 전자파 차단기능을 갖도록 한다(코팅 단계, S300).

코팅 단계(S300)를 거친 인버터 하우징(10)을 건조시켜 인버터 하우징(10)의 완제품이 완성된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 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.

100: 압축기 110: 하우징
10: 인버터 하우징 20: 보스부
30: 체결 보스 50: 개구부
60: 방열판

Claims

전동 압축기(100)의 하우징(110) 일측에 구비되며, 내부에 인버터 및 방열판(60)을 포함하는 인버터 유닛이 실장되는 전동 압축기용 인버터 하우징(10)에 있어서,
상기 인버터 하우징(10)은 일측 판면이 개구되어 상기 방열판(60)이 결합되는 개구부(50)을 형성하며,
상기 인버터 하우징은 상기 방열판과 전도성이 상이한 이종 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전동 압축기용 인버터 하우징.
제1항에 있어서,
상기 인버터 하우징(10)은 플라스틱 재질로 만들어지고, 상기 방열판(60)은 금속 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전동 압축기용 인버터 하우징.
제1항에 있어서,
상기 인버터 하우징(10)은 측면의 내측에 구비되어 커버를 결합하는 볼트가 삽입되는 복수의 보스부(20)을 포함하는 전동 압축기용 인버터 하우징.
제3항에 있어서,
상기 인버터 하우징(10)은 상기 일측 판면에 구비되어 상기 인버터 유닛을 결합시키는 복수의 체결 보스(30)을 더 포함하는 전동 압축기용 인버터 하우징.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 보스부(20) 또는 체결 보스(30)은 내부에 원통형의 금속 재질이 구비되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기용 인버터 하우징.
제5항에 있어서,
상기 금속 재질은 동 재질을 포함하며, 인서트 사출에 의해 상기 보스부(20) 또는 체결 보스(30)에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기용 인버터 하우징.
제6항에 있어서,
상기 방열판(60)은 인서트 사출에 의해 상기 개구부(50)을 커버하도록 상기 인버터 하우징(10)에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기용 인버터 하우징.
제2항에 있어서,
상기 인버터 하우징(10)은 표면에 전자파 차폐 필름이 부착되거나 전자파 차폐용 코팅액이 분사되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기용 인버터 하우징.
전동 압축기(100)의 하우징(110) 일측에 구비되며, 내부에 인버터 및 방열판(60)을 포함하는 인버터 유닛이 실장되는 전동 압축기용 인버터 하우징의 제조 방법에 있어서,
다이 캐스팅(die casting)을 통해 인버터 하우징(10)의 보스부(20) 및 체결 보스(30)의 내부에 삽입되는 금속 재질 및 방열판(60)을 만드는 주조 단계(S100)와,
상기 주조 단계(S100)에서 제조된 보스부(20) 및 체결 보스(30)의 내부에 삽입되는 금속 재질 및 방열판(60)을 플라스틱 사출 금형에 배치하고 인서트 사출하는 인서트 사출 단계(S200)를 포함하는 전동 압축기용 인버터 하우징의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 인서트 사출 단계(S200) 이후 상기 인버터 하우징(10)의 표면에 전자파 차폐를 위한 필름을 부착하거나 전자파 차폐를 위한 코팅액을 스프레이하는 코팅 단계(S300)와, 상기 인버터 하우징(10)을 건조하는 건조 단계(S400)를 더 포함하는 전동 압축기용 인버터 하우징의 제조 방법.