KR20210007481A - 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기 - Google Patents

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KR20210007481A
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 모터 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기는, 복수 개의 티스부가 구비된 고정자 코어; 상기 복수 개의 티스부의 주변을 감싸도록 권선되는 권선코일; 상기 고정자 코어와 상기 권선코일의 사이에 구비되는 코일절연부재; 및 상기 고정자 코어의 축방향 일측에 구비되어 전원단자에 상기 권선코일을 연결하는 터미널 조립체;를 포함하고, 상기 코일절연부재는, 상기 복수 개의 티스부의 내주측에 대응하는 부위에는 각각 축방향으로 연장되는 복수 개의 내벽부가 구비되고, 상기 복수 개의 내벽부에는 상기 각 티스부의 권선코일에서 각각 인출되는 복수 개의 인출코일이 각각 결선되도록 복수 개의 연결탭이 구비될 수 있다. 이를 통해, 고정자에 감기는 권선코일에 대한 외측 절연거리를 넓게 확보하면서도 권선코일에 대한 결선 작업을 용이하게 할 수 있다.

Description

모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기{STATOR OF MOTOR AND MOTOR OPERATED COMPRESSOR HAVING THIS}
본 발명은 모터의 고정자 및 모터에 의해 구동되는 전동식 압축기에 관한 것이다.
차량용 공조 시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기는 다양한 형태로 개발된 바 있다. 최근들어 자동차 부품의 전장화 추세에 따라 모터를 이용하여 전기로 구동되는 전동식 압축기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
전동식 압축기는 고압축비 운전에 적합한 스크롤 압축 방식이 주로 적용되고 있다. 이러한 스크롤 방식의 전동식 압축기(이하, "전동식 압축기"라 함)는 하우징의 내부에 모터부와 압축부가 함께 장착되고, 하우징의 외부에 인버터부가 장착되어 있다. 인버터부와 모터부의 사이는 기밀단자를 이용하여 전기적으로 연결하고 있다.
전동식 압축기는 주로 3상(U, V, W상) 유도전동기로 된 모터가 적용된다. 따라서, 전동식 압축기의 모터부와 인버터부는 통상 3상 기밀단자(3-Phase Hermetic Terminal)가 적용되고 있다. 선행기술1(한국공개특허 제10-2014-0032153호, 2014.03.14.)에 3상 기밀단자가 구비된 전동식 압축기가 개시되어 있다.
종래의 전동식 압축기에 적용되는 3상 유도전동기는 고정자에 권선된 다수의 코일을 결선(wiring)하여 사용한다. 일반적인 코일 결선 방식 중에는 병렬 결선 방식이 알려져 있다. 이는 권선코일에서 인출된 코일을 고정자 코어에 구비된 코일절연부재의 외주면을 감아 연결하고 있다. 하지만, 이러한 방식은 인출코일과 하우징 사이의 절연거리가 짧아지게 되어 모터의 절연성이 취약해지는 단점이 있다.
이에, 모터와 하우징 사이에 절연부재를 삽입하거나 하우징의 내경을 확대하는 방안이 제시되기도 하였다. 하지만, 모터와 하우징 사이에 별도의 절연부재를 삽입하는 방안은 부품수의 증가로 인한 제조원가의 상승을 초래하고, 하우징의 내경을 확대하는 방안은 압축기의 비대화를 초래하게 된다. 이는 전동식 압축기가 차량에 적용되는 점을 고려하면 적절한 대안이라고 할 수 없다.
이에, 최근에는 버스바(bus bar)를 이용하여 코일의 결선작업을 간소화하는 기술이 제시되고 있다. 선행기술2(한국공개특허 제10-2015-0057566호, 2015.05.28)는 버스바를 이용한 코일 결선 방식을 적용하고 있다. 선행기술2는 복수 개의 버스바가 반경방향으로 일정 간격을 두고 배열됨에 버스바를 수용한 터미널 조립체의 반경방향 폭이 증가하게 된다. 이는 압축기에 적용시 터미널 조립체의 외주면과 하우징의 내주면 사이의 간격이 좁아지게 되어 냉매를 포함한 유체의 유동저항을 증가시켜 압축기의 흡입손실이 증가하게 되는 문제가 있었다.
또, 선행기술2에 따른 모터는, 전원 버스바와 중성점 버스바가 고정자 코어의 축방향 양쪽에 각각 구비됨에 따라, 코일의 결선 작업이 복잡하고 고정자의 길이가 길어지는 문제가 있었다. 뿐만 아니라, 버스바를 이용하면서도 그 버스바에 인출코일을 직접 연결함에 따라, 인출코일의 결선작업이 번거로울 뿐만 아니라 버스바와 인출코일을 결선작업에 대한 조립신뢰성이 저하될 수 있다.
또, 선행기술1 및 선행기술2에 따른 모터는, 3상의 도전부재가 서로 인접하게 배치됨에 따라 전력소자가 근거리에 배치되고, 이에 따라 전력소자에 대한 방열효과가 저하되는 문제가 있었다.
선행기술1: 한국공개특허 제10-2014-0032153호(공개일: 2014.03.14.) 선행기술2: 한국공개특허 제10-2015-0057566호(공개일: 2015.05.28)
본 발명의 목적은, 고정자에 감기는 권선코일에 대한 외측 절연거리를 넓게 확보하는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.
나아가, 본 발명은, 권선코일의 접속단이 고정자의 내주측에 위치하여 절연거리를 넓게 확보할 수 있는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은, 권선코일의 접속단이 고정자의 내측에 위치하면서도 그 접속단을 연결하는 구조를 간소화할 수 있는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 권선코일에 대한 결선 작업을 용이하게 할 수 있는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.
나아가, 본 발명은, 전원 버스바와 중성점 버스바를 이용하여 권선코일을 결선하면서도 상기 버스바를 포함한 터미널의 반경방향 넓이를 줄일 수 있는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은 전원 버스바의 코일 접속부와 중성점 버스바의 코일 접속바가 동일 원주상에서 권선코일과 접속되는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은 전원 버스바와 중성점 버스바가 고정자의 일측에 함께 배치되는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명의 목적은, 인버터부에 포함된 전력소자의 방열을 용이하게 할 수 있는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 있다.
나아가, 본 발명은, 전력소자와 접속되는 도전부재 사이의 간격을 넓혀 방열에 유리하도록 배열되는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
더 나아가, 본 발명은, 도전부재가 원주방향을 따라 등간격으로 배열되도록 하여 전력소자에 대한 방열효과를 높일 수 있는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 티스절연부, 외벽부, 내벽부를 가지며 고정자 코어의 축방향 양쪽에 배치되는 제1 코일절연부재 및 제2 코일절연부재를 포함하고, 상기 제1 코일절연부재 및 제2 코일절연부재 중에서 적어도 어느 한 쪽 절연부재의 내벽부에서 권선코일이 결선되는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 절연부재의 내벽부에는 권선코일을 결선하는 연결탭이 구비되고, 상기 연결탭은 동일 원주 상에 배열될 수 있다.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 복수 개의 전원 버스바가 구비되고, 상기 복수 개의 전원 버스바는 동일 원주상에 배열되는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 전원 버스바는 동일 높이에 배치될 수 있다.
여기서, 중성점 버스바가 더 구비되고, 상기 중성점 버스바는 상기 복수 개의 전원 버스바와 함께 고정자의 일측에 배치될 수 있다.
여기서, 중성점 버스바는 상기 복수 개의 전원 버스바와 다른 높이에 배치될 수 있다.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기밀단자 조립체는 환형으로 형성되어 모터부와 인버터부 사이에 배치되는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기가 제공될 수 있다.
여기서, 기밀단자 조립체에는 복수 개의 도전부재가 포함되고, 상기 복수 개의 도전부재는 원주방향을 따라 등간격으로 배열되는 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기가 제공될 수 있다.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 복수 개의 티스부가 구비된 고정자 코어; 상기 복수 개의 티스부의 주변을 감싸도록 권선되는 권선코일; 상기 고정자 코어와 상기 권선코일의 사이에 구비되는 코일절연부재; 및 상기 고정자 코어의 축방향 일측에 구비되어 전원단자에 상기 권선코일을 연결하는 터미널 조립체;를 포함하고, 상기 코일절연부재는, 상기 복수 개의 티스부의 내주측에 대응하는 부위에는 각각 축방향으로 연장되는 복수 개의 내벽부가 구비되고, 상기 복수 개의 내벽부에는 상기 각 티스부의 권선코일에서 각각 인출되는 인출코일이 각각 결선되도록 복수 개의 연결탭이 구비되는 모터의 고정자가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 연결부는, 상기 각 티스부 마다에 독립적으로 구비되는 연결탭 고정부; 및 상기 연결탭 고정부에 각각 수용되어 상기 각각의 인출코일이 각각 결선되는 연결탭;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 각 연결탭 고정부는, 그 내부에 상기 연결탭이 수용되는 연결탭 수용공간이 형성되고, 상기 각 내벽부에는 상기 인출코일이 삽입되어 상기 연결탭 수용공간의 내부로 안내되도록 하는 코일수용홈이 상기 내벽부의 단면에서 축방향으로 절개되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 터미널 조립체는, 도전재질로 형성되어 상기 연결탭과 상기 전원단자 사이를 전기적으로 연결하는 전원 버스바; 및 절연재질로 형성되어 상기 전원 버스바가 삽입되어 수용되는 전원 버스바 하우징;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전원 버스바는, 서로 다른 상(phase)의 전원이 인가되도록 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 전원 버스바는 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 배열될 수 있다.
그리고, 상기 전원 버스바는, 전원 버스바 몸체부; 상기 전원 버스바 몸체부에서 상기 고정자 코어를 향해 연장되어 상기 연결탭에 접속되는 전원 버스바 접속부; 및 상기 전원 버스바 몸체부에 구비되어 상기 전원단자에 구비되는 도전부재 접속부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전원 버스바 하우징은, 상기 고정자 코어를 등지는 측면에는 복수 개의 전원 버스바 삽입홈이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성되며, 상기 복수 개의 전원 버스바 삽입홈은, 전원 버스바 몸체부 삽입홈과, 상기 전원 버스바 몸체부 삽입홈에서 연장되는 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈으로 이루어지며, 상기 전원 버스바 몸체부 삽입홈은 상기 고정자 코어를 향하는 측면이 막힌 형상으로 형성되고, 상기 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈은 상기 전원 버스바 접속부가 상기 고정자 코어를 향해 노출되도록 축방향으로 관통하여 형성될 수 있다.
그리고, 상기 터미널 조립체는, 도전재질로 형성되어 상기 연결탭 사이를 전기적으로 연결하는 중성점 버스바; 및 절연재질로 형성되어 상기 중성점 버스바가 삽입되어 수용되는 중성점 버스바 하우징;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 중성점 버스바는, 중성점 버스바 몸체부; 및 상기 중성점 버스바 몸체부에서 상기 고정자 코어를 향해 연장되고, 상기 복수 개의 연결탭에 접속되어 중성점을 결선하는 복수 개의 중성점 버스바 접속부;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 중성점 버스바 하우징은, 상기 고정자 코어를 등지는 측면에는 중성점 버스바 삽입홈이 원주방향을 따라 형성되며, 상기 중성점 버스바 삽입홈은, 중성점 버스바 몸체부 삽입홈과, 상기 중성점 버스바 몸체부 삽입홈에서 연장되는 중성점 버스바 접속부 삽입홈으로 이루어지며, 상기 중성점 버스바 몸체부 삽입홈은 상기 고정자 코어를 향하는 측면이 막힌 형상으로 형성되고, 상기 중성점 버스바 접속부 삽입홈은 상기 중성점 버스바 접속부가 상기 고정자 코어를 향해 노출되도록 축방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
그리고, 상기 중성점 버스바 하우징은, 상기 전원 버스바의 전원 버스바 접속부가 삽입되도록 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈이 축방향으로 관통되어 형성되며, 상기 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈은 상기 중성점 버스바 몸체부 삽입홈과 동일 원주 상에 배열될 수 있다.
여기서, 상기 터미널 조립체는 환형으로 형성되고, 상기 전원단자는 복수 개가 구비되어 원주방향을 따라 동일한 간격만큼 이격될 수 있다.
그리고, 상기 터미널 조립체는, 전원 공급용 도전부재에 결선되는 복수 개의 전원 버스바, 상기 복수 개의 전원 버스바가 원주방향을 따라 서로 이격되어 삽입되는 전원 버스바 하우징을 가지는 제1 버스바 터미널; 상기 복수 개의 전원 버스바의 축방향 일측에 구비되는 중성점 버스바, 상기 중성점 버스바가 삽입되며 상기 제1 버스바 터미널의 축방향 일측에 구비되는 중성점 버스바 하우징을 가지는 제2 버스바 터미널; 및 상기 제1 버스바 터미널의 일측에 구비되며, 상기 제1 버스바 터미널을 수용하여 상기 제2 버스바 터미널에 결합되는 터미널 커버;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 터미널 커버는, 상기 도전부재가 관통되는 도전부재 삽입공이 형성되는 환형판면; 상기 중성점 버스바 하우징의 내주면 및 외주면을 마주보도록 상기 환형판면의 내주측 및 외주측에서 연장되는 내주벽면 및 외주벽면;을 포함하고, 상기 중성점 버스바 하우징의 내주면 및 외주면은 그 중성점 버스바 하우징의 내주면 및 외주면이 마주보는 상기 터미널 커버의 내주벽면 및 외주벽면에 각각 결합될 수 있다.
그리고, 상기 중성점 버스바 하우징의 일측면에는 축방향으로 연장되어 상기 절연부재의 내주면에 삽입되는 터미널 지지돌부가 형성되고, 상기 터미널 지지돌부는 축방향 지지면 및 반경방향 지지면이 구비되어 상기 코일절연부재에 축방향 및 반경방향으로 지지될 수 있다.
그리고, 상기 터미널 지지돌부의 외주면과 이를 마주보는 상기 코일절연부재의 내주면 사이에는 서로 맞물려 축방향으로 고정되도록 고정부가 구비될 수 있다.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고정스크롤 및 상기 고정스크롤에 대해 선회운동을 하여 냉매를 압축하는 선회스크롤을 포함하는 압축부; 및 상기 압축부와 연결되어, 상기 압축부에 회전력을 인가하는 모터부;를 포함하며, 상기 모터부는, 앞서 설명한 모터의 고정자를 가지는 전동식 압축기가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 모터부와 통전 가능하게 연결되어, 상기 모터부에 전원 및 제어신호를 인가하는 인버터부를 더 포함하고, 상기 인버터부는 상기 터미널 조립체에 의해 상기 모터부와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기는, 티스부의 내주측에서 복수 개의 인출코일이 각각 결선되도록 함으로써, 권선코일에 대한 절연거리를 넓게 확보할 수 있다.
또, 코일절연부재의 내벽부에는 연결탭 수용공간을 가지는 연결탭 고정부가 형성되고, 연결탭 고정부를 이루는 내벽부의 단면에서 코일수용홈이 축방향으로 절개되어 형성됨으로써, 연결탭과 인출코일을 견고하게 결선하여 권선코일에 대한 결전작업에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
또, 터미널 조립체를 환형으로 형성하고, 그 터미널 조립체에 접속되는 전원단자를 원주방향으로 일정 간격을 두고 배열함에 따라, 전원단자에 접속되는 전력소자를 분산 배치할 수 있다. 이를 통해 전력소자를 신속하게 방열시켜 모터 및 압축기의 효율을 높일 수 있다.
또, 연결탭과 전원단자 사이를 전기적으로 연결하는 전원 버스바와 연결탭 사이를 전기적으로 연결하는 중성점 버스바를 고정자의 일측에 구비함에 따라, 코일의 결선 작업을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 고정자의 길이를 줄일 수 있다.
또, 전원 버스바가 삽입되어 수용되는 전원 버스바 하우징과 중성점 버스바가 삽입되어 수용되는 중성점 버스바 하우징을 복층 구조로 형성함에 따라, 전원 버스바와 중성점 버스바를 용이하게 절연할 수 있다.
또, 전원 버스바 하우징과 중성점 버스바 하우징을 터미널 커버를 이용하여 모듈화함에 따라, 터미널 조립체의 구조를 간소화하고 권선코일과 터미널 조립체의 조립을 용이하게 할 수 있다.
또, 터미널 조립체의 일측을 고정자의 코일절연부재에 축방향 및 반경방향 지지하는 동시에 터미널 조립체의 일측을 고정자의 코일절연부재에 후크 결합함에 따라, 터미널 조립체를 견고하게 고정할 수 있다. 이를 통해 차량용 압축기에 적용시 진동으로 인해 터미널 조립체가 이격되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또, 터미널 조립체의 전방측은 기밀단자 조립체 또는 그 기밀단자 조립체를 체결하는 체결볼트에 지지되고, 터미널 조립체의 후방측은 고정자의 일부를 이루는 코일절연부재에 지지됨으로써, 터미널 조립체의 축방향 양단이 기구적으로 지지되어 터미널 조립체에 대한 지지력이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 압축기의 외관을 보인 사시도,
도 2는 도 1에 따른 전동식 압축기에서 압축부 및 모터부를 인버터부로부터 분리하여 보인 사시도,
도 3은 도 1에 따른 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도,
도 4는 도 1에 따른 전동식 압축기에서 모터부와 통전부를 보인 정면도,
도 5는 도 4에 따른 전동식 압축기에서 통전부쪽에서 모터부를 보인 정면도,
도 6은 도 1에 따른 전동식 압축기에서 전원 버스바에 의해 기밀단자와 권선코일의 연결상태를 설명하기 위해 보인 도 5의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 7은 도 1에 따른 전동식 압축기에서 전원 버스바 및 중성점 버스바와 연결탭의 연결상태를 설명하기 위해 보인 도 5의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도,
도 8은 본 실시예에 따른 모터부와 통전부의 조립된 상태를 보인 사시도,
도 9는 도 8에서 모터부와 통전부의 분해된 상태를 전방측에서 보인 사시도,
도 10은 도 8에서 모터부와 통전부의 분해된 상태를 후방측에서 보인 사시도,
도 11a 및 도 11b는 도 9 및 도 10에서 제1 버스바 터미널을 전방측 및 후방측에서 각각 보인 사시도,
도 12a 및 도 12b는 도 9 및 도 10에서 제2 버스바 터미널을 전방측 및 후방측에서 각각 보인 사시도,
도 13a 및 도 13b는 도 9 및 도 10에서 터미널 커버를 전방측 및 후방측에서 각각 보인 사시도,
도 14는 본 실시예에 따른 전동식 압축기에서, 모터측 터미널 조립체와 코일절연부재의 결합구조를 설명하기 위해 보인 단면도.
이하, 본 발명에 의한 모터의 고정자 및 이를 구비한 전동식 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 압축기의 외관을 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 전동식 압축기에서 압축부 및 모터부를 인버터부로부터 분리하여 보인 사시도이며, 도 3은 도 1에 따른 전동식 압축기의 내부를 보인 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 전동식 압축기는 이산화탄소(CO2) 냉매를 사용하는 전동식 압축기를 예로 들어 도시한 것이나, 냉매 134a를 사용하는 전동식 압축기에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 전동식 압축기는, 하우징(100), 압축부(200), 모터부(300), 인버터부(400) 및 통전부(500)를 포함한다.
하우징(100)은 전동식 압축기의 외관을 형성한다. 하우징(100)의 내부공간은 밀폐되고, 하우징(100)의 내부공간에는 압축부(200)와 모터부(300), 그리고 통전부(500)의 일부가 수용된다. 인버터부(400)는 하우징(100)의 외부에 설치되어 통전부(500)를 이용하여 모터부(300)와 전기적으로 연결된다.
또, 하우징(100)은 지면에 대해 횡방향으로 배치됨에 따라 압축부(200)와 모터부(300)는 횡방향을 따라 배열되며, 압축부(200)는 후방측에, 모터부(300)는 전방측에 각각 설치된다. 편의상 도 1의 좌측을 전방, 우측을 후방으로 정의하여 설명한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 하우징(100)은 모터실(S1)을 형성하는 메인 하우징(110)과, 토출실(S2) 및 유분리실(미부호)을 형성하는 리어 하우징(120)을 포함한다. 메인 하우징(110)의 후방단과 리어 하우징(120)의 전방단은 서로 결합되어 하우징(100)의 내부공간이 밀폐된다.
메인 하우징(110)은 전방과 후방이 개구된 개방 형상으로 형성된다. 하지만, 메인 하우징(110)은 후방이 개구되고 전방이 막힌 반 밀폐형상으로 형성될 수도 있다.
또, 메인 하우징(110)은 모터실(S1)에 연통되도록 흡기구(111)가 관통 형성된다. 흡기구(111)는 모터부(300)를 기준으로 압축부(200)의 반대쪽인 메인 하우징(110)의 전방단 부근을 관통하여 형성된다. 이에 따라, 흡기구(111)를 통해 모터실(S1)의 내부로 흡입되는 냉매는 모터부(300)를 통과하여 압축부(200)로 흡입된다.
리어 하우징(120)은 후술할 고정스크롤(220)의 전방측에서 메인 하우징(110)에 결합된다. 리어 하우징(120)에는 압축실(V)로부터 토출되는 냉매에서 오일을 분리하기 위한 유분리실(121)이 형성되고, 유분리실(121)의 상측에는 유분리실에서 분리된 냉매를 응축기(미도시)로 배출하기 위한 배기구(122)가 연통되어 형성된다. 이에 따라, 압축실(V)에서 토출실(S2)로 토출되는 냉매는 유분리실(121)에서 오일을 분리한 후 냉매는 배기구(122)를 통해 응축기를 향해 압축기의 외부로 배출된다.
또, 리어 하우징(120)에는 유분리실(121)의 하측에 연통되어, 냉매로부터 분리된 오일을 미스트 상태로 후술할 배압실(S3)로 안내하기 위한 제1 배압구멍(1211)이 전방면으로 관통하도록 형성된다. 제1 배압구멍(1211)은 후술할 고정스크롤(220)의 제2 배압구멍(2221)과 연통된다.
다음으로, 본 실시예에 따른 압축부를 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 압축부(200)는 프레임(210), 프레임(210)에 고정되는 고정스크롤(또는, 제1 스크롤)(220), 프레임(210)과 고정스크롤(220) 사이에 구비되는 선회스크롤(또는, 제2 스크롤)(230)을 포함한다.
프레임(210)은 메인 하우징(110)의 중간에 고정 설치된다. 프레임(210)은 모터부(300)의 후방측에 구비되어 후술할 회전축(330)을 반경방향으로 지지하는 동시에 선회스크롤(230)을 축방향으로 지지하게 된다.
또, 프레임(210)은 원판 형상으로 형성된다. 프레임(210)은 메인 하우징(110)에 용접되어 고정될 수도 있고, 메인 하우징(110)과 리어 하우징(120)의 사이에서 두 하우징(110)(120) 간의 체결력을 이용하여 고정될 수도 있다. 본 실시예는 후자에 의해 메인 하우징(210)에 고정된다.
또, 프레임(210)의 후방면 중앙에는 메인 베어링(171)을 수용하는 베어링 수용부(211)가 형성되고, 베어링 수용부(211)의 중앙에는 회전축(330)을 수용하는 축수구멍(212)이 축방향으로 관통 형성된다.
여기서, 메인 베어링(171)은 부시 베어링으로 이루어질 수도 있으나, 도 3과 같이 깊은 홈 볼 베어링으로 이루어질 수도 있다. 메인 베어링(171)이 볼 베어링으로 이루어짐에 따라, 프레임(210)의 축수구멍(212)을 통과하는 회전축(330)은 메인 베어링(171)에 의해 반경방향 및 축방향으로 지지된다.
또, 베어링 수용부(211)의 내주면에는 앞서 설명한 유분리실(121)에 연통되는 제3 배압구멍(1211)이 형성된다. 제3 배압구멍(1211)은 후술할 고정스크롤(220)의 제2 배압구멍(2221)에 연통되도록 형성된다.
또, 축수구멍(212)의 후방단에는 제1 실링부재(181)가 삽입된다. 제1 실링부재(181)는 유(U)자 단면 형상으로 형성되어 회전축(330)의 외주면을 감싸도록 환형으로 형성된다. 이에 따라, 제1 실링부재(181)는 후술할 제2 실링부재(182)와 배압실(S3)을 실링하게 된다.
또, 프레임(210)의 가장자리에는 메인 하우징(110)의 모터실(S1)로 흡입되는 냉매를 압축부(200)로 안내하는 흡입통공(213)이 형성된다. 흡입통공(213)은 한 개가 형성될 수도 있지만, 프레임(210)의 가장자리에서 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 복수 개가 형성될 수 있다. 이에 따라, 모터실(S1)로 흡입되는 냉매는 흡입통공(213)을 통해 압축실(V)으로 흡입된다.
또, 프레임(210)의 후방면에서 베어링 수용부(211)와 흡입통공(213)의 사이에는 선회스크롤(230)의 자전을 방지하기 위한 자전방지기구(미부호)가 구비된다. 자전방지기구(미부호)는 도면에서와 같이 핀앤링 구조가 적용될 수도 있지만, 올담링 구조가 적용될 수 있다. 이는 전동식 압축기에서는 알려져 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 고정스크롤(220)은 프레임(210)의 후방면에 위치하고, 선회스크롤(230)은 프레임(210)과 고정스크롤(220) 사이에 위치하게 된다.
고정스크롤(220)은 프레임(210)과 리어하우징(120)에 의해 축방향으로 지지되고, 메인 하우징(110)에 의해 반경방향으로 지지될 수 있다. 하지만, 고정스크롤(220)의 고정방식은 이에 한정되지 않고, 압축기의 형태에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
선회스크롤(230)은 회전축(330)에 결합되어 고정스크롤(220)에 대해 선회운동을 하게 된다. 이에 따라, 고정스크롤(220)과 선회스크롤(230)은 각각 흡입압실, 중간압실, 토출압실로 된 두 개 한 쌍의 압축실(V)을 형성하게 된다.
본 실시예에 따른 고정스크롤(220)은 고정경판부(221), 측벽부(222) 및 고정랩(223)을 포함한다.
고정경판부(221)는 대략 원판모양으로 형성되고, 중심 또는 중심부근에는 한 개 또는 복수 개의 토출구(2211)가 형성된다. 토출구(2211)는 최종 압축실인 토출압실에서 토출실(S2)로 냉매를 토출하게 되므로, 고정경판부(221)의 후방면에는 토출구(2211)를 개폐하는 체크밸브(225)가 설치된다.
측벽부(222)는 고정경판부(221)의 전방면 가장자리에서 환형으로 연장되어 형성되고, 측벽부(222)에는 제2 배압구멍(2221)이 축방향으로 관통 형성된다.
제2 배압구멍(2221)의 후방단은 리어 하우징(120)의 제1 배압구멍(1211)에 연통되고, 제2 배압구멍(2221)의 전방단은 프레임(210)의 제3 배압구멍(2111)에 연통된다. 이에 따라, 리어 하우징(120)의 유분리실(121)에서 냉매로부터 분리된 오일은 제1 배압구멍(1211)-제2 배압구멍(2221)-제3 배압구멍(2111)을 순서대로 통과하여 배압실(S3)로 이동하게 된다.
여기서, 제1 배압구멍(1211), 제2 배압구멍(2221), 제3 배압구멍(2111) 중에서 적어도 어느 한 곳에는 감압부재가 설치될 수 있다. 도 3은 제2 배압구멍(2221)의 입구단에 오리피스(2222)로 된 감압부재가 설치된 예를 도시하였다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 배압구멍은 선회스크롤에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 후술할 선회경판부(231)의 중앙부 또는 중앙측 선회랩(232)에 중간압구멍으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 중간압실과 배압실(S3)이 서로 연통되어 중간압실의 냉매와 오일이 배압실로 이동하면서 배압력을 형성할 수 있게 된다. 이 경우에는 냉매와 오일이 배압실(S3)의 압력과 중간압실(V)의 압력 간 차이에 따라 배압실(S3)과 중간압실 사이를 능동적으로 이동하게 되므로 배압실 압력을 압축실(V)의 압력에 대응하여 적정하게 유지할 수 있다.
또, 측벽부(222)의 축방향 높이는 후술할 고정랩(223)의 축방향 높이보다 높게 형성되고, 측벽부(222)의 내경은 선회경판부(231)의 외경보다 크게 형성된다. 이에 따라, 선회스크롤(230)은 고정스크롤(220)의 측벽부(222) 안쪽에 삽입되어 선회운동을 하게 된다.
고정랩(223)은 고정경판부(221)의 전방면에서 일체로 연장되어 형성된다. 고정랩(223)은 후술할 선회랩(232)과 같이 인벌류트 형상이나 대수나선 형상 또는 비 인벌류트 형상 등 다양하게 형성될 수 있다. 이는 전동식 압축기에서는 알려져 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 선회스크롤(230)은 선회경판부(231), 선회랩(232) 및 보스부(233)을 포함한다.
선회경판부(231)는 대략 원판모양으로 형성된다. 선회경판부(231)의 외경은 고정스크롤(220)의 측벽부(222)의 내경보다 작게 형성된다. 이에 따라, 선회스크롤(230)은 고정스크롤(220)의 내부로 삽입된다. 하지만, 이는 압축기의 형태에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 선회경판부(231)는 고정스크롤(220)의 측벽부(222)의 내경보다 크게 형성되어 고정스크롤(220)의 측벽부(222) 저면과 스러스트면을 형성할 수도 있다.
또, 선회경판부(231)의 후방면에는 고정랩(223)과 맞물리는 선회랩(232)이 형성된다. 선회경판부(231)의 후방면은 선회랩(232)와 함께 압축실(V)을 형성하게 된다. 이에 따라, 압축실(V)은 바깥쪽에서 안쪽으로 가면서 흡입압실, 중간압실, 토출압실이 연속으로 이어지도록 형성된다.
또, 선회경판부(231)의 전방면 가장자리에는 프레임(210)과의 사이를 실링하는 제2 실링부재(182)가 구비된다. 제2 실링부재(182)는 앞서 설명한 제1 실링부재(181)와 함께 배압실(S3)을 밀봉하게 된다.
선회랩(232)은 선회경판부(231)의 후방면에서 고정스크롤(220)을 향해 일체로 연장되어 형성된다. 선회랩(232)은 앞서 설명한 고정랩(223)과 마찬가지로 인벌류트 형상이나 대수나선 형상, 또는 비 인벌류트 형상 등 압축기의 형태에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 이에 대해서도 고정랩과 마찬가지로 구체적인 설명은 생략한다.
보스부(233)은 선회경판부(231)의 전방면 중앙에서 프레임(210)을 향해 연장 형성되고, 보스부(233)에는 편심 베어링(173)이 삽입되어 결합된다. 편심 베어링(173)은 메인 베어링(171)과 같이 부시 베어링 또는 볼 베어링이 적용될 수 있다. 본 실시예는 볼 베어링이 적용된 예를 도시하였다.
다음으로, 본 실시예에 따른 모터부를 설명한다.
본 실시예에 따른 모터부(300)는, 메인 하우징(110)의 모터실(S1)에 수용되어, 압축부(200)가 냉매를 압축하기 위한 동력을 제공한다. 모터부(300)는 인버터부(400)에서 인가되는 전원에 의해 동작되고 제어신호에 의해 제어될 수 있다. 모터부(300)는 후술할 통전부(500)에 의해 인버터부(400)에 전기적으로 연결된다. 이에 대하여는 나중에 다시 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 모터부(300)는 후술할 회전축(330)에 의해 압축부(200)와 연결된다. 회전축(330)의 일단은 후술할 회전자(320)에 결합되고, 타단은 선회스크롤(230)에 결합된다. 이에 따라, 모터부(300)에서 생성된 회전력은 회전축(330)에 의해 압축부(200)의 선회스크롤(230)에 전달될 수 있다.
모터부(300)는 하우징(100)에 고정되는 고정자(310), 고정자(310)에 회전 가능하게 구비되는 회전자(320)를 포함한다. 고정자(310)는 인버터부(400)로부터 인가된 전원에 의해 전자기장을 형성하고, 회전자(320)는 고정자(310)가 형성한 전자기장에 의해 유도되어 회전하면서 모터부(300)의 회전력을 선회스크롤(230)에 전달하게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 고정자(310)는 고정자 코어(311), 고정자 코어(311)에 권선되는 권선코일(312), 고정자 코어(311)와 권선코일(312) 사이를 절연하는 복수 개의 코일절연부재(313)를 포함한다.
고정자 코어(311)는 모터실(S1)을 이루는 메인 하우징(110)의 내주면에 고정 설치된다. 이에 따라, 고정자(310)는 인버터부(400)로부터 전원 및 제어신호가 인가되더라도 그 자체는 회전되지 않는다.
또, 고정자 코어(311)는 환형으로 된 다수 장의 얇은 전기강판이 축방향으로 적층되어 원통 형상으로 형성된다. 이에 따라, 고정자 코어(311)는 중공 형상으로 형성되어 중심에는 회전자 수용부(3111)가 구비된다. 회전자 수용부(3111)에는 회전자(320)가 회전 가능하게 삽입된다.
또, 고정자 코어(311)는 환형으로 형성되는 요크부(3112), 요크부(3112)의 내주면에서 원주방향을 따라 배열되고 반경방향으로 연장되는 복수 개의 티스부(3113)를 포함한다. 복수 개의 티스부(3113) 사이에는 권선코일(312)이 삽입되는 슬릿(3114)이 각각 형성된다.
권선코일(312)은 고정자 코어(311)의 티스부(3113)마다 3상(phase) 코일이 집중권 또는 분산권으로 권선되어 형성된다. 본 실시예는 코일이 집중권 형상으로 권선된 예를 중심으로 설명한다.
또, 권선코일(312)은 후술할 제1 코일절연부재(315)와 제2 코일절연부재(316)가 고정자 코어(311)의 전방측과 후방측에 결합된 상태에서, 각각의 티스부(3113)에 코일이 권선된다.
여기서, 코일이 권선되는 방법은 한 가닥의 코일이 끊이지 않고 권선되는 방식과 각각의 티스부(3113)를 권선한 후 절단하는 방식이 알려져 있다. 본 실시예는 한 가닥의 코일이 하나의 티스부(3113)에 권선이 완료되면 이를 절단하지 않고 인접한 위치의 다른 티스부(3113)에 권선을 하는 과정을 순차적으로 반복하여 전체 티스부에 권선을 완료하고, 이후 각 티스부(3113)를 감은 코일마다에서 인출된 같은 쪽의 인출코일을 절단하여 리드선 및 중성선을 결선하는 방식으로 권선작업이 진행될 수 있다.
한편, 고정자 코어(311)와 권선코일(312) 사이에는 제1 코일절연부재(315) 및 제2 코일절연부재(316)가 각각 삽입되어 권선코일(312)을 고정자 코어(311)에 대해 절연하게 된다.
여기서, 권선코일(312)은 제1 코일절연부재(315)에 구비된 각각의 연결탭(3155)에 접속되고, 연결탭(3155)은 후술할 모터측 터미널 조립체(530)에 구비된 전원 버스바(5311) 및 중성점 버스바(5321)에 각각 접속된다. 이에 따라, 권선코일(312)은 모터측 터미널 조립체(530)에 의해 기밀단자 조립체(510)에 전기적으로 연결되게 된다. 본 실시예에 따른 권선코일을 모터측 터미널 조립체에 연결하는 구조에 대해서는 나중에 설명한다.
한편, 본 실시예에 따른 회전자(320)는 고정자(310)와 기설정된 공극만큼 이격되어 배치된다. 이에 따라, 고정자(310)가 고정된 상태에서, 회전자(320)가 전자기장에 의해 회전될 수 있다.
본 실시예에 따른 회전자(320)는 회전자 코어(321) 및 영구자석(미도시)을 포함한다.
회전자 코어(321)는 고정자 코어(311)와 같이 환형으로 된 다수 장의 얇은 전기강판을 축방향으로 적층하여 형성된다. 회전자 코어(321)는 중공 형상으로 형성되어 중심에 회전축 수용부(3211)가 형성된다.
회전축 수용부(3211)를 중심으로 복수 개의 영구자석이 매입되어 결합되고, 영구자석의 중심부 주변 또는 영구자석의 단부 주변에는 자로장벽(미부호)이 형성된다. 이에 따라, 회전자는 인버터부(400)로부터 전원이 인가되어 고정자(310)의 권선코일(312)에 의해 형성되는 전자기장에 의해 회전된다.
회전축 수용부(3211)에는 회전축(330)이 열간압입으로 결합된다. 회전축(330)은 압축기의 형태에 따라 모터부(300)를 사이에 두고 양단이 반경방향으로 지지되거나 또는 모터부(300)의 일측에서 반경방향으로 지지될 수 있다. 도 3은 회전축(330)이 모터부(300)의 양쪽에서 지지되는 구조이다.
다음으로, 본 실시예에 따른 인버터부를 설명한다.
본 실시예에 따른 인버터부(400)는 모터부(300)에 전원 및 제어신호를 인가하거나 해제하여 전동식 압축기의 작동을 제어하게 된다. 이에 따라, 인버터부(400)는 모터부(300)와 통전 가능하게 연결되어, 외부로부터 전달받은 전원 및 제어신호를 모터부(300)에 전달하게 된다. 인버터부(400)와 모터부(300)를 통전시키는 통전부(500)에 대해서는 나중에 설명한다.
본 실시예에 따른 인버터부(400)는 메인 하우징(110)의 전방측에 설치된다. 이에 따라, 인버터부(400)의 외관은 절연성 재질로 형성될 수 있다. 하지만, 후술할 인버터 하우징(410)은 메인 하우징(110)의 전방단이 개구되는 경우 그 메인 하우징(110)의 전방단을 복개하여 하우징(100)의 일부를 이루는 동시에 회전축의 일단을 지지하게 된다. 따라서, 인버터 하우징(410)은 메인 하우징(110)과 같은 금속 재질로 형성되는 것이 강도 측면에서 바람직할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 인버터부(400)는 인버터 하우징(410), 인버터 커버(420) 및 인버터유닛(430)을 포함한다.
인버터 하우징(410)은 인버터 커버(420)와 결합되어 인버터부(400)의 외관을 형성한다. 인버터 하우징(410)은 메인 하우징(110)의 전방측에 결합되어 메인 하우징(110)의 전방측을 복개하게 된다.
여기서, 모터부(300)를 마주보는 인버터 하우징(410)의 후방면 중앙에는 회전축 지지부(411)가 구비되고, 회전축 지지부(411)를 중심으로 그 회전축 지지부(411)의 주변에는 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 기밀단자 삽입공(도 2에 도시)(412)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 후술할 기밀단자 조립체(510)는 메인 하우징(110)의 모터실(S1)쪽에 결합되고, 그 기밀단자 조립체(510)의 일부가 인버터 하우징(410)의 기밀단자 삽입공(412)을 통과하여 인터버부(400)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.
인버터 커버(420)는 인버터 하우징(410)과 결합된다. 이에 의해, 인버터 커버(420)와 인버터 하우징(410) 사이에 인버터실이 형성되어, 인버터유닛(430)이 수용될 수 있다.
또, 인버터 커버(420)와 인버터 하우징(410)은 별도의 체결 수단(미도시)에 의해 결합될 수 있다. 인버터 커버(420)의 형상은 인버터 하우징(410)의 형상과 상응하게 형성되는 것이 바람직하다.
인버터유닛(430)은 인버터 하우징(410)에 구비된 전원 커넥터(441) 및 통신 커넥터(442)와 통전 가능하게 연결되어, 모터부(300)를 구동하기 위한 전원 및 제어신호를 인가받는다. 이 전원 및 제어신호는 후술될 통전부(500)에 의해 모터부(300)에 전달된다.
또, 인버터유닛(430)은 인쇄회로기판(PCB)(431)과, 인쇄회로기판(431)에 부착되는 반도체소자(432) 및 터미널 결합모듈(미도시)을 포함한다. 여기서, 인쇄회로기판(431)과 반도체소자(432) 그리고 터미널 결합모듈(미도시)에 대해서는 인버터 방식으로 제어되는 전동식 압축기에 알려져 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다음으로, 본 실시예에 따른 통전부를 설명한다.
통전부(500)는 모터부(300)와 인버터부(400)를 전기적으로 연결하여, 인버터부(400)가 인가받은 전원 및 제어신호를 모터부에 전달하는 매개역할을 한다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 통전부(500)는, 모터부(300)와 인버터부(400) 사이에 구비되는 기밀단자 조립체(510)를 비롯하여 기밀단자 조립체(510)의 입력측이 연결되는 인버터측 터미널 조립체(미도시) 및 기밀단자 조립체(510)의 출력측이 연결되는 모터측 터미널 조립체(530)를 포함한다.
도 4는 도 1에 따른 전동식 압축기에서 모터부와 통전부를 보인 정면도이고, 도 5는 도 4에 따른 전동식 압축기에서 통전부쪽에서 모터부를 보인 정면도이다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 기밀단자 조립체(510)는 지지부재(511), 도전부재(512), 절연부재(513)를 포함한다.
지지부재(511)는 기밀단자 조립체(510)의 몸체를 이루는 부분으로, 본 실시예에 따른 지지부재(511)는 환형으로 형성된다. 지지부재(511)에는 3개의 지지부재 체결공(511a)과 3개의 절연부재 고정공(511b)이 원주방향을 따라 번갈아 형성된다.
3개의 지지부재 체결공(511a)은 지지부재(511)를 인버터 하우징(410)에 볼트로 체결하기 위한 구멍이고, 3개의 절연부재 고정공(511b)은 각 상(U,V,W)의 도선부재(512)가 절연부재(513)에 삽입되어 관통되는 구멍이다.
이에 따라, 지지부재(512)의 전방면이 마주보는 인버터 하우징(410)에도 지지부재 체결홈(412a)과 절연부재 삽입공(412b)이 형성된다. 지지부재 체결홈(412a)과 절연부재 삽입공(412b)은 서로 대응되는 지지부재 체결공(511a) 및 절연부재 고정공(511b)과 각각 동일 축선 상에 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 3개의 절연부재 고정공(511b)은 원주방향을 따라 120도의 등간격을 두고 형성될 수 있다. 이는, 인버터 하우징(410)의 절연부재 고정공(511b)도 지지부재(511)의 절연부재 고정공(511b)과 마찬가지이다
여기서, 3개의 절연부재 고정공(511b)이 원주방향을 따라 반드시 등간격으로 형성될 필요는 없다. 예를 들어, 3개의 절연부재 고정공(511b)은 원주방향을 따라 서로 다른 간격으로 형성되거나, 경우에 따라서는 3개의 절연부재 고정공(511b)을 한 곳에 몰아 평행하게 배열되거나 원호 형상으로 배열될 수도 있다.
하지만, 3개의 절연부재 고정공(511b)은 원주방향을 따라 등간격으로 형성하는 것이 각 도전부재(512a)(512b)(512c) 사이의 간격을 최대한으로 벌릴 수 있다. 그러면, 전력소자 사이의 간격을 넓게 확보하여 방열효과를 높일 수 있어 압축기 효율에 유리할 수 있다.
상기와 같이, 본 실시예에 따른 지지부재(511)는 인버터 하우징(410)의 기밀단자 삽입공(412)에 삽입되어 체결볼트(515)로 체결된다. 도면으로 도시하지 않았지만, 인버터 하우징(410)에 복수 개의 기밀단자 삽입공(412)이 독립적으로 형성되는 경우에는 지지부재(511)는 기밀단자 삽입공(412)에 삽입되지 않고 인버터 하우징(410)의 전방면에 밀착된 상태로 체결된다.
지지부재(511)의 후방측면과 이를 마주보는 인버터 하우징(410)의 전방면 사이에는 실링부재(미도시)가 개재될 수 있다. 이에 따라, 메인 하우징(110)의 모터실(S1)로 유입되는 냉매가 기밀단자 삽입공(412)을 통해 누설되는 것을 억제할 수 있다. 실링부재는 절연재질로 형성되는 것이 바람직하다.
지지부재(511)는 앞서 설명한 바와 같이 인버터 하우징(410)에 체결됨에 따라, 소정의 강도를 가지는 금속판으로 형성될 수 있다. 하지만, 지지부재(511)가 반드시 금속판으로 형성될 필요는 없다.
예를 들어, 지지부재(511)는 엔지니어 플라스틱이나 세라믹과 같은 절연성 재질로 형성될 수도 있다. 이 경우, 지지부재(511)에 관통 결합되는 도전부재(512)에 인가된 전원 및 제어신호가 임의의 부재로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 지지부재(511)가 절연성 재질로 형성되게 되면, 지지부재(511)로부터 도전부재(512)에 잡음신호가 인가되어 모터부(300)의 작동이 부정확해지는 것을 억제할 수도 있다.
또, 지지부재(511)는 회전축 지지부(411)를 감싸도록 환형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 지지부재(511)의 내경은 회전축 지지부(411)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
지지부재(511)와 회전축 지지부(411)는 동심상에 형성되고, 지지부재(511)에는 3개의 절연부재 고정공(511b)이 축방향으로 관통 형성된다. 3개의 절연부재 고정공(511b)은 횡방향을 따라 일직선 상에서 나란하게 형성된다. 절연부재 고정공(511b)에는 후술할 절연부재(513)가 밀봉되도록 삽입되므로, 각각의 절연부재 고정공(511b)의 내경은 절연부재(513)의 외경과 거의 동일하게 형성된다.
본 실시예에 따른 도전부재(512)는 그 양단이 각각 인버터유닛(430)과 모터부(300)에 통전 가능하게 연결되어, 전원 및 제어신호를 인버터부(400)로부터 모터부(300)에 전달한다. 이에 따라, 도전부재(512)는 높은 전기 전도성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도전부재(512)는 구리(Cu), 동(copper) 인청동(phosphor bronze)등으로 형성되거나, 또는 강성 보강을 위해 철(Fe), 철-니켈(Fe-Ni), 주석(Tin) 등으로 도금될 수 있다.
도전부재(512)는 소정의 길이를 가지는 속찬 봉 형상으로 형성된다. 도전부재(512)는 후술할 절연부재(513)를 사이에 두고 지지부재(511)의 절연부재 고정공(511b)을 관통한다. 그리고 도전부재(512)는 절연부재(513)에 삽입되어 그 절연부재(513)에 의해 지지부재(511)에 고정된다. 이에 따라, 도전부재(512)의 외경은 절연부재 고정공(511b)의 내경보다는 작고, 절연부재(513)의 내경과는 동일하게 형성될 수 있다.
또, 도전부재(512)는 3개가 각각 독립적으로 구비되어 각각의 절연부재 고정공(511b)을 독립적으로 관통한다. 각 도전부재(512)의 일단은 인버터측 터미널 조립체(미도시)에 각각 접촉되어 전기적으로 연결되고, 각 도전부재(512)의 타단은 후술할 모터측 터미널 조립체(530)의 출력측 접속단자(532)에 각각 접촉되어 전기적으로 연결된다.
도전부재(512)는 조립 형태에 따라 인버터측 터미널 조립체(미도시)에 연결된 상태에서 모터측 터미널 조립체(530)에 연결되거나, 반대로 모터측 터미널 조립체(530)에 연결된 상태에서 인버터측 터미널 조립체(미도시)에 연결될 수 있다. 이하에서는 후자의 경우와 같이 모터측 터미널 조립체(530)에 선연결된 상태에서 인버터측 터미널 조립체에 후연결되는 구조를 예로 들어 설명한다.
절연부재(513)는 인버터부(400)와 모터부(300) 사이를 절연하도록 인버터부(400)와 모터부(300)의 사이에 구비된다. 절연부재(513)는 도전부재(512)와 마찬가지로 3개가 독립적으로 형성되어 지지부재(511)에 구비된 3개의 절연부재 고정공(511b)에 일대일로 삽입되어 고정된다.
본 실시예에 따른 절연부재(513)는 3개가 모두 동일한 형상 및 동일한 재질로 형성된다. 이에 따라, 이하에서는 3개의 절연부재(512a)(512b)(512c) 중에서 한 개를 예로 들어 설명한다. 나머지 절연부재는 설명될 한 개의 절연부재에 대한 설명으로 대신한다.
또, 절연부재(513)는 중공 형상으로 구비되어 도전부재 고정공(5131)이 형성되고, 도전부재 고정공(5131)에는 해당 도전부재(512)가 삽입되어 고정된다. 그리고 절연부재(513)의 외주는 지지부재(511)에 구비된 절연부재 고정공(511b)에 삽입되어 고정된다. 이에 따라, 앞서 설명한 바와 같이 절연부재(513)의 외경은 도전부재 고정공(5312)의 내경과 거의 동일하게 형성된다.
한편, 본 실시예에 따른 절연부재(513)는 절연성이 좋은 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 이에, 절연부재(513)는 세라믹 또는 고무와 같은 소재로 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예의 절연부재(513)는 절연성을 가지면서도 자기력(magnetic force)을 가지도록 세라믹 또는 고무를 자화시켜 세라믹자석 또는 고무자석으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 본 실시예의 절연부재(513)는 인버터측 터미널 조립체(미도시)와 모터측 터미널 조립체(530) 사이를 절연할 뿐만 아니라, 인버터측 터미널 조립체(520)의 입력측 접속단자(미도시) 또는 모터측 터미널 조립체(530)의 출력측 접속단자(미도시)를 도전부재(512)와 동심상에 정렬되도록 안내하는 역할을 할 수 있다.
다음으로, 본 실시예에 따른 인버터측 터미널 조립체와 모터측 터미널 조립체를 설명한다. 인버터측 터미널 조립체는 기밀단자 조립체의 형상에 따라 형성되는 것으로, 그 기본적인 구성과 조립구조는 모터 분야에서 알려져 있으므로 인버터측 터미널 조립체에 대하여서는 설명을 생략한다.
다만, 기밀단자 조립체(510)가 환형으로 형성되고, 그 기밀단자 조립체(510)에 구비되는 3상의 도전부재(512)가 원주방향을 따라 등간격으로 배열됨에 따라, 본 실시예에 따른 인버터측 터미널 조립체(520) 역시 환형으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 반도체소자(432)와 같은 전력소자들의 간격을 넓게 배열될 수 있어 인버터부(400)의 방열효과를 높일 수 있다. 도면중 미설명 부호인 520a는 인버터측 터미널 조립체의 도전부재 삽입공이다.
도 6은 도 1에 따른 전동식 압축기에서 전원 버스바에 의해 기밀단자와 권선코일의 연결상태를 설명하기 위해 보인 도 5의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이고, 도 7은 도 1에 따른 전동식 압축기에서 전원 버스바 및 중성점 버스바와 연결탭의 연결상태를 설명하기 위해 보인 도 5의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도이며, 도 8은 본 실시예에 따른 모터부와 통전부의 조립된 상태를 보인 사시도이고, 도 9는 도 8에서 모터부와 통전부의 분해된 상태를 전방측에서 보인 사시도,
본 실시예에 따른 모터측 터미널 조립체(530)는, 메인 하우징(110)의 모터실(S1) 내부에 구비되어 기밀단자 조립체(510)의 도전부재(512)에 전기적으로 연결되는 부분이다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 모터측 터미널 조립체(530)의 내부에는 도전부재(512)에 접속되는 도전부재 접속부(5311c)와 모터부(300)의 권선코일에서 인출된 3상의 리드선 코일에 접속되는 전원 버스바 접속부(5311b) 및 중성점 버스바 접속부(5321b)가 각각 구비된다.
본 실시예에 따른 도전부재 접속부(5311c)는 도전부재(512)의 위치에 따라 결정되고, 전원 버스바 접속부(5311b) 및 중성점 버스바 접속부(5321b)는 고정자(310)의 권선코일(312)에서 인출되는 리드선 코일(3121) 및 중성선 코일(3122)의 위치에 따라 결정된다.
즉, 본 실시예에서는 통전부(500)의 형상이 모터부(300)의 형상에 따라 결정되므로, 모터측 터미널 조립체(530)를 설명하기에 앞서 모터부(300)의 리드선 코일(3121) 및 중성선 코일(3122)의 인출위치 및 연결구조 등에 대해 먼저 설명한다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 고정자는, 고정자 코어(311), 권선코일(312), 복수 개의 코일절연부재(313)를 포함한다. 고정자 코어(311)와 권선코일(312)에 대해서는 앞서 설명하였다. 따라서, 이하에서는 코일절연부재(313)에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따른 복수 개의 코일절연부재(313)는, 인버터부(400)를 마주보는 쪽인 고정자 코어(311)의 전방측에 위치하는 전방측 코일절연부재(이하, 제1 코일절연부재)(315)와, 압축부(200)를 마주보는 쪽인 고정자 코어(311)의 후방측에 위치하는 후방측 코일절연부재(이하, 제2 코일절연부재)(316)로 이루어질 수 있다.
제1 코일절연부재(315)와 제2 코일절연부재(316)는 각각 수지와 같은 절연소재로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 따른 제1 코일절연부재(315)와 제2 코일절연부재(316)는 각각 환형으로 된 한 개의 절연 링으로 형성되나, 경우에 따라서는 각각의 티스부 사이에 독립적으로 삽입되어 환형을 이루도록 복수 개씩의 절연 블록으로 형성될 수도 있다. 본 실시예는 한 개의 환형으로 된 예를 중심으로 설명한다.
먼저, 본 실시예에 따른 제1 코일절연부재를 설명한다.
제1 코일절연부재(315)는 티스절연부(3151), 외벽부(3152), 내벽부(3153), 연결탭 고정부(3154)를 포함한다. 티스절연부(3151), 외벽부(3152), 내벽부(3153), 연결탭 고정부(3154)는 단일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 티스절연부(3151), 외벽부(3152), 내벽부(3153), 연결탭 고정부(3154)는 모두 절연재질로 형성된다.
티스절연부(3151)는 티스부의 개수와 동일한 복수 개로 형성된다. 복수 개의 티스절연부(3151)는 외벽부(3152)의 내주면에서 원주방향으로 기설정된 간격을 두고 배열되어, 각각 반경방향으로 연장되어 형성된다. 이때, 티스절연부(3151)의 반경방향 길이는 고정자 코어(311)의 티스부(3113)의 반경방향 길이보다 짧게 형성된다. 이에 따라 후술할 내벽부(3153)의 내주면이 티스부의 내측 단부와 대략 일치하게 된다.
또, 티스절연부(3151)는 각각 티스부(3113)의 전방면과 양쪽 측면, 그리고 요크부(3112)의 내측면의 일부를 덮도록 형성된다. 이때, 제1 코일절연부재(315)의 티스절연부(3151)와 제2 코일절연부재(316)의 티스절연부(미도시)는 서로 맞닿아 결합되도록 하여, 요크부(3112)의 내주면 및 티스부(3113)의 전방면과 후방면, 그리고 티스부(3113)의 양쪽 측면이 모두 절연되도록 할 수 있다.
외벽부(3152)는 대략 환형으로 형성되어, 고정자 코어(311)의 요크부(3112)보다 대략 안쪽 또는 요크부(3112)의 내주연에 걸쳐져 위치하게 된다. 이에 따라, 외벽부(3152)의 외주면은 메인 하우징(110)의 내주면과 일정 간격만큼 이격되어 위치하게 된다.
내벽부(3153)는 각각의 티스절연부(3151)의 내주측 단부에서 전방을 향해 약간 돌출되도록 연장되어 형성된다. 이에 따라, 내벽부(3153)는 원호 형상으로 형성된다.
연결탭 고정부(3154)는 내벽부(3153)의 내주면에서 내주측으로 연장되어 형성된다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 내벽부(3153)의 내주면이 티스부(3113)의 내측 단부와 대략 일치하도록 위치함에 따라, 연결탭 고정부(3154)의 내주면은 티스부(3113)의 내측 단부보다 안쪽에 위치하게 된다. 다만, 연결탭 고정부(3154)는 고정자 코어의 전방면보다 전방측에 위치하게 됨에 따라, 연결탭 고정부(3154)와 회전자는 간섭되지 않게 된다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 연결탭 고정부(3154)는 그 내부에 연결탭 수용공간(3154a)을 가지는 대략 육면체의 박스 형상으로 형성될 수 있다. 연결탭 고정부(3154)는 전방면은 개구되고 다른 면은 모두 막힌 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 연결탭 고정부(3154)에 삽입되는 연결탭(3155)은 후술할 전원 버스바 접속부(5311b) 및 중성점 버스바 접속부(5321b)를 향해 전방단이 노출되게 된다.
여기서, 연결탭 고정부(3154)의 외측면에는 전방면에서 후방쪽으로 슬릿 형상으로 코일수용홈(3154b)이 형성될 수 있다. 코일수용홈(3154b)에는 권선코일(312)에서 인출된 리드선 코일(3121) 또는 중성선 코일(3122)이 삽입되어 고정될 수 있다.
본 실시예에 따른 연결탭(3155)은 전도성 물질로 이루어지며, 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
연결탭(3155)의 일단은 연결탭 수용공간(3154a)의 외부로 노출되어 접속단(3155a)을 형성하고, 타단은 연결탭 수용공간(3154a)의 내부에 수용되어 고정단(3155b)을 형성하게 된다. 접속단(3155a)은 전원 버스바 접속부(5311b) 또는 중성점 버스바 터미널을 향해 축방향으로 연장되고, 접속단(3155b)은 절곡 형성되어 제1 코일절연부재(315)에 몰딩되거나 후조립되어 고정될 수 있다.
또, 본 실시예에 따른 연결탭의 구조 및 인출된 코일과의 연결구조에 대해서는 통상적인 모터에 알려져 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
한편, 본 실시예에 따른 연결탭(3155)은 티스부(3113)의 개수와 동일하게 구비되어 각 티스부(3113)마다에 일대일 대응하여 구비된다. 각각의 연결탭(3155)은 그 연결탭(3155)이 대응되는 각 티스부(3113)에 감긴 코일에 따라, 3상의 전원탭(31551)을 이루거나 또는 중성탭(31552)을 이루게 된다.
도 5를 참고하면, 본 실시예와 같이 12개의 티스부(3113)가 형성되는 경우에는 제1 탭과 제4 탭은 U상의 전원탭(31551)을, 제5 탭과 제8 탭은 V상의 전원탭(31551)을, 제9 탭과 제12 탭은 W상의 전원탭(31551)을 각각 이루게 된다. 그리고, 각 상을 이루는 양쪽 탭 사이에 위치하는 제2 탭과 제3 탭, 제6 탭과 제7 탭, 그리고 제10 탭과 제11 탭은 각각 중성탭(31552)을 이루게 된다.
본 실시예에 따른 각각의 연결탭(3155)은 후술할 전원 버스바 접속부(5311b) 및 중성점 버스바 접속부(5321b)에 각각 삽입되어 전기적으로 연결된다. 이에 대해서는 전원 버스바 및 중성점 버스바와 함께 다시 설명한다.
한편, 본 실시예에 따른 제2 코일절연부재(316)는 환형으로 형성되어, 고정자 코어의 후방면에 결합된다. 제2 코일절연부재(316)는 전체적으로는 제1 코일절연부재(315)와 유사하게 형성될 수 있다.
예를 들어, 본 실시예에 따른 제2 코일절연부재(316)는 티스절연부, 외벽부, 내벽부로 이루어질 수 있다. 제2 코일절연부재(316)의 티스절연부, 외벽부, 그리고 내벽부는 각각 제1 코일절연부재(315)의 티스절연부(3151), 외벽부(3152), 내벽부(3153)와 대략 동일하게 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예와 같이 리드선과 중성선이 제1 코일절연부재(315)에서 결선되는 구조에서는 제2 코일절연부재(316)의 내벽부(미도시)에 별도의 연결탭 고정부(미도시)가 형성될 필요가 없다. 따라서, 제2 코일절연부재(316)는 단지 고정자 코어(311)와 권선코일(312) 사이에 구비되어 고정자 코어(311)와 권선코일(312) 사이를 절연하는 역할을 하게 된다.
상기와 같은 본 실시예에 따른 제2 코일절연부재(316)는 통상적인 코일절연부재와 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다음으로, 본 실시예에 따른 모터측 터미널 조립체를 설명한다.
도 11a 및 도 11b는 도 9 및 도 11에서 제1 버스바 터미널을 전방측 및 후방측에서 각각 보인 사시도이고, 도 12a 및 도 12b는 도 9 및 도 10에서 제2 버스바 터미널을 전방측 및 후방측에서 각각 보인 사시도이며, 도 13a 및 도 13b는 도 9 및 도 10에서 터미널 커버를 전방측 및 후방측에서 각각 보인 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터측 터미널 조립체(530)는, 제1 버스바 터미널(531), 제2 버스바 터미널(532), 터미널 커버(533)를 포함한다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 제1 버스바 터미널(531)은 기밀단자 조립체(510)의 일측에 구비된다. 제1 버스바 터미널(531)의 일단은 기밀단자 조립체(510)에 구비된 3상의 도전부재(512)와 전기적으로 연결되고, 타단은 고정자(310)에 구비된 3상의 전원탭(31551)과 전기적으로 연결된다. 이를 통해, 인버터부(400)와 모터부(300)는 제1 버스바 터미널(531)을 통해 전원신호 및 제어신호가 전달되게 된다.
본 실시예에 따른 제1 버스바 터미널(531)은, 전원 버스바(5311), 전원 버스바(5311)가 삽입되어 고정되고 절연되는 전원 버스바 하우징(5312)을 포함한다.
전원 버스바(5311)는 코일의 상(phase) 개수(즉, 리드선 코일의 개수)에 대응하여 구비된다. 예를 들어, 3상 코일의 경우에는 3개의 전원 버스바(5311)로 이루어진다. 3개의 전원 버스바(5311)는 서로 동일한 형상으로 형성될 수도 있고, 상이한 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 3개의 전원 버스바(5311)는 기밀단자 조립체(510)의 각 도전부재(512)와 각각 접속되는데, 이들 3개의 도전부재(512)의 위치에 따라 각 전원 버스바(5311)의 형상이 결정될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 3개의 도전부재(512)는 인버터 하우징(410)에 회전축 지지부(411)를 중심으로 원주방향을 따라 등간격으로 배열됨에 따라, 3개의 전원 버스바(5311)는 서로 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
따라서, 이하에서는 3개의 전원 버스바(5311) 중에서 한 개의 전원 버스바(편의상, U상)(5311)를 자세히 설명하고 다른 전원 버스바들(편의상, V상, W상)(5311)은 앞서 설명될 전원 버스바에 대한 설명을 준용하도록 한다. 이하의 설명에서 특별한 언급 없이 전원 버스바라고 하면 어느 한 전원 버스바에 한정되지 않고 3상 전원 버스바에 모두 해당하는 것으로 볼 수 있다.
U상 전원 버스바(이하, 전원 버스바로 약칭함)(5311)는 U상 도전부재(512)와 U상 리드선 코일(3121) 사이를 전기적으로 연결하는 역할을 하게 된다. 이에 따라, 전원 버스바(5311)는 황동과 같은 전도성 소재로 형성된다.
도 11a를 참고하면, 본 실시예에 따른 전원 버스바(5311)는, 전원 버스바 몸체부(5311a), 복수 개의 전원 버스바 접속부(5311b), 도전부재 접속부(5311c)를 포함한다.
전원 버스바 몸체부(5311a)는 U상 리드선 코일(3121)이 연결된 연결탭(3155)의 위치를 고려하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 전원 버스바 몸체부(5311a)는 양단을 가지는 호 형상 또는 브이(V)자 형상으로 형성된다.
또, 전원 버스바 몸체부(5311a)는 축중심을 기준으로 양단을 연결하는 원주각이 대략 120도 또는 120도 미만이 되도록 형성된다. 하지만, 본 실시예에 따른 3개의 전원 버스바(5311)가 동일한 원주상에 위치하게 되므로, 3개의 전원 버스바(5311)가 서로 겹치지 않고 적정 간격만큼 이격되도록 하기 위해서는 각 전원 버스바(5311)의 원주각이 120도 미만이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 전원 버스바 접속부(5311b)는 각 상의 리드선 코일(3121) 개수만큼 복수 개로 형성된다. 본 실시예는 각 상의 리드선 코일(3121)이 각각 2개씩이므로 전원 버스바 접속부(5311b)는 2개씩 구비된다. 2개씩의 전원 버스바 접속부(5311b)는 전원 버스바 몸체부(5311a)의 양단에 각각 형성된다.
또, 전원 버스바 접속부(5311b)는 코일절연부재(예를 들어, 제1 코일절연부재)(313)에 박판 모양으로 구비된 U상 연결탭(3155)이 삽입되어 접속될 수 있는 형상이면 족하다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 전원 버스바 접속부(5311b)는 연결탭(3155)이 물려질 수 있도록 양단이 안쪽으로 말려진 절곡면 형상으로 형성될 수 있다.
또, 전원 버스바 접속부(5311b)는 전원 버스바 몸체부(5311a)의 축방향 두께 범위 내에서 위치하도록 형성될 수도 있다. 하지만, 이 경우에는 대응되는 연결탭(3155)의 축방향 길이가 그만큼 길어져야 하고, 그 연결탭(3155)이 후술할 중성점 버스바 하우징을 통과하여 조립되어야 하므로 연결탭(3155)과의 조립 신뢰성이 저하될 수 있다. 따라서, 전원 버스바 접속부(5311b)는 기밀단자 조립체(510)를 등지는 방향, 즉 고정자(310)를 향하는 방향으로 돌출되어 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 도전부재 접속부(5311c)는, 2개의 전원 버스바 접속부(5311b)의 사이에 형성된다. 이에 따라, 도전부재 접속부(5311c)는 전원 버스바 몸체부(5311a)의 중앙에 형성될 수 있다. 하지만, 도전부재 접속부(5311c)는 앞서 설명한 바와 같이 도전부재(512)의 위치에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있다.
또, 도전부재 접속부(5311c)는 인버터 하우징(410)을 통과하는 도전부재(512)의 모터측 단부(출력측 단부)가 삽입되어 접속될 수 있는 형상이면 족하다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 도전부재 접속부(5311c)는 봉 형상의 도전부재(512)를 감싸도록 씨링(C-ring) 형상으로 형성될 수 있다.
또, 도전부재 접속부(5311c)는 전원 버스바 몸체부(5311a)의 축방향 두께 범위 내에서 위치하도록 형성될 수도 있다. 이에 따라, 도전부재 접속부(5311c)는 후술할 전원 버스바 하우징(5312)에 구비될 전원 버스바 삽입홈(5312a)의 내부에 위치하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 전원 버스바 몸체부(5311a)는 전원 버스바 접속부(5311b) 또는 도전부재 접속부(5311c)와 단일체로 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 전원 버스바 몸체부(5311a)에 전원 버스바 접속부(5311b) 또는 도전부재 접속부(5311c)가 후조립되어 형성될 수도 있다.
본 실시예에 따른 전원 버스바 하우징(5312)은, 전원 버스바(5311)가 수용되어 그 전원 버스바(5311)를 절연하는 동시에 지지하는 역할을 한다. 이에 따라, 전원 버스바 하우징(5312)은 수지와 같은 절연재질로 형성된다.
본 실시예에 따른 전원 버스바 하우징(5312)의 외관은 기밀단자 조립체(510)의 외관과 대응하도록 환형으로 형성되고, 복수 개의 전원 버스바(5311)가 삽입되도록 복수 개의 전원 버스바 삽입홈(5312a)이 형성된다. 복수 개의 전원 버스바 삽입홈(5312a)은 각각의 전원 버스바(5311)와 동일한 형상으로 형성된다.
예를 들어, 전원 버스바는 3상의 전원 버스바(5311)가 서로 동일한 형상으로 형성되어 동일 원주상에 배열되므로, 3개의 전원 버스바 삽입홈(5312a)도 서로 동일한 형상으로 형성되어 동일한 원주상에 배열된다. 이하에서는, 3개의 전원 버스바 삽입홈(5312a) 중에서 U상 전원 버스바 삽입홈에 대해 설명하고, 다른 전원 버스바 삽입홈은 U상 전원 버스바 삽입홈에 대한 설명으로 대신한다. 따라서, 이하에서 특별한 언급없이 전원 버스바 삽입홈이라고 하면 3상 전원 버스바 삽입홈을 모두 포함하는 것으로 볼 수 있다.
도 11a 및 도 11b와 같이, 본 실시예에 따른 전원 버스바 삽입홈(5312a)은, 앞서 설명한 전원 버스바(5311)의 전원 버스바 몸체부(5311a)가 삽입되는 전원 버스바 몸체부 삽입홈(5312b), 그리고 복수 개의 전원 버스바 접속부(5311b)가 삽입되는 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈(5312c)을 포함할 수 있다.
전원 버스바 몸체부 삽입홈(5312b)은 원호형 또는 브이(V)자 형상의 장홈 형상으로 형성되고, 전원 버스바 하우징(5312)의 전방면에서 후방면을 향하는 방향으로 함몰지게 형성된다. 이에 따라, 전원 버스바 몸체부 삽입홈(5312b)은 기밀단자 조립체(510)를 향하는 전방면은 개구되고, 고정자(310)를 향하는 후방면은 막힌 형상으로 형성된다.
제1 전원 버스바 접속부 삽입홈(5312c)은 전원 버스바 하우징(5312)의 전방면과 후방면 사이를 축방향으로 관통하여 형성된다. 이에 따라, 전원 버스바 접속부(5311b)는 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈(5312c)을 축방향으로 관통하여 전원 버스바 접속부(5311b)의 축방향 단부가 전원 버스바 하우징(5312)의 후방면쪽으로 노출될 수 있다.
즉, 전원 버스바(5311)는 전원 버스바 삽입홈(5312a)에 삽입하여 고정하게 되는데, 이때 전원 버스바 몸체부(5311a)는 전원 버스바 몸체부 삽입홈(5312b)에 삽입되어 축방향으로 지지되는 반면, 전원 버스바 접속부(5311b)는 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈(5312c)을 후방측으로 관통하게 된다. 이에 따라, 전원 버스바 접속부(5311b)는 고정자(310)에 구비된 연결탭(3155)에 접속될 수 있게 된다. 도면중 미설명 부호인 5312d는 도전부재 관통공이다.
이어서, 본 실시예에 따른 제2 버스바 터미널을 설명한다.
본 실시예에 따른 제2 버스바 터미널(532)은 고정자(310)를 기준으로 제1 버스바 터미널(531)과 같은 쪽에 위치할 수도 있고, 반대쪽에 위치할 수도 있다. 본 실시예는 모터 터미널 조립체(530)가 한 개의 모듈 형태로 형성되는 것이므로, 제2 버스바 터미널(532)은 제1 버스바 터미널(531)과 같은 쪽에서 2층 구조로 형성된다. 다만, 후술할 중성점 버스바(5321)는 전원 버스바(5311)와 절연되어야 하므로 2층 구조로 형성되나, 후술할 중성점 버스바 하우징(5322)은 전원 버스바 하우징(5312)과 합쳐져 한 개의 버스바 하우징(미도시)으로 형성될 수도 있다. 이하에서는, 전원 버스바 하우징(5312)과 중성점 버스바 하우징(5322)이 분리된 예를 중심으로 설명한다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 버스바 터미널(532)은, 중성점 버스바(5321)와, 중성점 버스바(5321)가 삽입되어 고정되고 절연되는 중성점 버스바 하우징(5322)을 포함한다.
중성점 버스바(5321)는 원호 형상으로 형성된다. 하지만, 중성점 버스바(5321)가 반드시 원호 형상으로 형성될 필요는 없다. 예를 들어, 중성점 버스바(5321)는 후술할 중성점 버스바 접속부(5321b)를 정점으로 하여 그 중성점 버스바 접속부(5321b)를 연결하는 중성점 버스바 몸체부(5321a)가 직선으로 형성될 수 있다. 그러면 중성점 버스바(5321)는 다각 형상으로 형성될 수 있다. 또, 중성점 버스바(5321)는 호 형상으로 형성되지 않고, 환형으로 형성될 수도 있다.
중성점 버스바(5321)는 중선선 코일(3122)을 서로 접속시켜 전기적으로 연결하는 역할을 하게 된다. 이에 따라, 중성점 버스바(5321)는 황동과 같은 전도성 소재로 형성된다.
본 실시예에 따른 중성점 버스바(5321)는, 중성점 버스바 몸체부(5321a), 복수 개의 중성점 버스바 접속부(5321b)를 포함한다.
중성점 버스바 몸체부(5321a)는, 앞서 설명한 바와 같이 양단을 가지는 호 형상 또는 다각 형상 또는 환형으로 형성된다. 다만, 본 실시예에 따른 중성점 버스바 몸체부(5321a)는 원주방향을 따라 수회 절곡되어 형성된다. 이는, 앞서 설명한 전원 버스바(5311)의 전원 버스바 접속부(5311b)가 나중에 설명할 중성점 버스바 접속부(5321b)와 동일 원주상에서 중성점 버스바 하우징(5322)을 통과하게 되므로, 전원 버스바 접속부(5311b)가 중성점 버스바 몸체부(5321a)와 간섭될 수 있다. 따라서, 중성점 버스바 몸체부(5321a)는 원주방향을 따라 단일한 내경을 가지도록 형성되지 않고 전원 버스바 접속부(5311b)를 피해 지그재그 형상으로 절곡되어 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
중성점 버스바 접속부(5321b)는 연결탭 중에서 앞서 설명한 중성점을 이루는 중성탭(31552)에 결합되어야 하므로, 중성점 버스바 몸체부(5321a)에서 고정자(310)를 향해 연장 형성될 수 있다. 중성점 버스바 접속부(5321b)는 중성점 버스바 몸체부(5321a)와 단일체로 형성될 수도 있고, 후조립될 수도 있다.
또, 중성점 버스바 접촉부(5321b)는 중성점 버스바 몸체부(5321a)의 원주방향을 따라 복수 개가 형성된다. 예를 들어, 본 실시예와 같이 고정자(310)가 12개의 티스부(3113)로 된 경우에는 6개의 리드선 코일(3121)과 6개의 중성선 코일(3122)을 이루게 된다. 6개의 중성선 코일(3122)은 2개씩의 리드선 코일(3121) 사이에 2개씩의 중성선 코일(3122)이 위치하게 되므로, 6개의 중성점 버스바 접속부(5321b)가 2개씩 한조를 이뤄 총 3개조의 중성점 버스바 접속부(5321b)가 원주방향을 따라 기설정된 간격만큼 이격되어 형성된다.
또, 중성점 버스바 접속부(5321b)는 전원 버스바 접속부(5311b)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 중성점 버스바 접속부(5321b)의 축방향 길이는 전원 버스바 접속부(5311b)의 축방향 길이에 비해 짧게 형성될 수 있다.
하지만, 중성점 버스바 접속부(5321b)의 축방향 단부는 전원 버스바 접속부(5311b)의 축방향 단부에 비해 길게 형성될 수 있다. 즉, 중성범 버스바 하우징(5322)의 후방측면을 기준으로 할 때, 중성점 버스바 접속부(5321b)의 축방향 단부는 전원 버스바 접속부(5311b)의 축방향 단부에 비해 더 많이 노출되도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 전원 버스바 접속부(5311b)와 중성점 버스바 접속부(5321b)를 각각의 연결탭(3155)에 조립할 때 전원 버스바 접속부(5311b)와 중성점 버스바 접속부(5321b)를 용이하게 식별하여 조립공정을 간소화하고 조립신뢰성을 높일 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았으나, 중성점 버스바 접속부(5321b)의 축방향 단부와 전원 버스바 접속부(5311b)의 축방향 단부를 동일하게 형성할 수도 있다.
이에 따라, 중성점 버스바(5321)가 전원 버스바(5311)에 비해 고정자(310)쪽으로 가깝게 위치하더라도 중성점 버스바 접속부(5321b)의 단부는 전원 버스바 접속부(5311b)의 단부와 동일한 지점에 위치하게 된다. 그러면 각 연결탭(3155)의 축방향 길이를 동일하게 형성할 수 있어 다수 개의 연결탭(3155)에 대한 제작 및 조립을 용이하게 할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 중성점 버스바 하우징(5322)은 중성점 버스바(5321)가 삽입되어 절연되도록 하는 역할을 한다. 이에 따라, 중성점 버스바 하우징(5322)은 전원 버스바 하우징(5312)과 마찬가지로 수지와 같은 절연 소재로 형성된다.
또, 본 실시예에 따른 중성점 버스바 하우징(5322)은 앞서 설명한 바와 같이 중성점 버스바(5321)가 삽입되어 지지되는 역할을 한다. 이에 따라, 중성점 버스바 하우징(5322)에는 중성점 버스바(5321)가 삽입되어 지지되도록 중성점 버스바 삽입홈(5322a)이 형성된다.
본 실시예에 따른 중성점 버스바 삽입홈(5322a)은 중성점 버스바(5321)의 형상에 의해 결정된다. 본 실시예에 따른 중성점 버스바(5321)는 중간에 지그재그 형상으로 된 원호 형상으로 형성됨에 따라, 중성점 버스바 삽입홈(5322)은 중성점 버스바(5321)와 동일하게 원주방향을 따라 지그재그 형상으로 된 원호 형상으로 형성될 수 있다.
또, 중성점 버스바 삽입홈(5322a)은 앞서 설명한 중성점 버스바(5321)의 중성점 버스바 몸체부(5321a)가 삽입되는 중성점 버스바 몸체부 삽입홈(5322b), 복수 개의 중성점 버스바 접속부(5321b)가 삽입되는 중성점 버스바 접속부 삽입홈(5322c)을 포함할 수 있다.
또, 중성점 버스바 몸체부 삽입홈(5322b)은 중성점 버스바 하우징(5322)의 전방면에서 후방면을 향해 함몰지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 중성점 버스바 몸체부 삽입홈(5322b)은 전원 버스바 하우징(5312)을 향하는 전방면은 개구되고, 고정자(310)를 향하는 후방면은 막힌 형상으로 형성된다.
본 실시예에 따른 중성점 버스바 접속부 삽입홈(5322c)은 중성점 버스바 하우징(5322)의 전방면에서 후방면으로 축방향 관통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 중성점 버스바 접속부(5321b)의 단부는 중성점 버스바 접속부 삽입홈(5322c)을 축방향으로 관통하여 중성점 버스바 하우징(5322)의 후방면에서 노출될 수 있다. 그러면, 중성점 버스바 접속부(5321b)는 중성점 버스바 하우징(5322)의 후방면을 관통하여 각각의 중성탭(31552)에 결합될 수 있게 된다.
한편, 중성점 버스바 하우징(5322)에는 원주방향을 따라 복수 개의 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈(5322d)이 형성될 수 있다. 복수 개의 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈(5322d)은 중성점 버스바 하우징(5322)을 축방향으로 각각 관통하여 형성될 수 있다.
또, 복수 개의 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈(5322d)은 전원 버스바 하우징(5312)에 구비된 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈(5312c)과 동일한 형상으로 동일 축선상에 형성될 수 있다.
이에 따라, 전원 버스바 접속부(5311b)는 앞서 설명한 전원 버스바 하우징(5312)의 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈(5312c)과 중성점 버스바 하우징(5322)의 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈(5322d)을 연속으로 관통하게 되고, 전원 버스바 접속부(5311b)와 중성점 버스바 접속부(5321b)는 중성점 버스바 하우징(5322)의 후방면으로 노출되어 각각의 연결탭(3155)에 접속된다.
여기서, 전원 버스바 접속부(5311b)와 중성점 버스바 접속부(5321b)의 각 후방측 단부는 중성점 버스바 하우징(5322)의 후방면과 동일하거나 또는 중성점 버스바 하우징의 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈(5322d) 및 중성점 버스바 접속부 삽입홈(5322c)의 내부에 위치하도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 모터측 터미널 조립체(530)의 제2 버스바 터미널(532)이 고정자(310)의 제1 코일절연부재(315)에 안착된 상태에서 각 버스바 접속부(5311b)(5321b)가 대응하는 각각의 연결탭(3155)에 안정적으로 접속될 수 있다.
또, 중성점 버스바 하우징(5322)의 내주면 또는 후방측 모서리에는 후술할 터미널 커버(533)의 내측 제1 후크돌기(5332a)가 후크 결합되도록 제1 후크홈(5322e)이 형성될 수 있다. 하지만, 앞서 설명한 제1 후크홈을 형성하지 않고 내측 제1 후크돌기(5332a)가 중성점 버스바 하우징(5322)의 후방측 내주면 모서리에 후크 결합될 수도 있다.
또, 중성점 버스바 하우징(5322)의 후방면에는 제1 코일절연부재(315)에 축방향 및 반경방향으로 지지되는 터미널 지지돌부(5325)가 형성될 수 있다. 터미널 지지돌부(5325)는 환형으로 형성될 수도 있고, 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 돌출되는 복수 개의 돌부로 형성될 수도 있다. 도 12a 및 도 12b는 터미널 지지돌부(5325)가 환형으로 형성된 예를 개시하고 있다.
본 실시예에 따른 터미널 지지돌부(5325)는 중성점 버스바 하우징(5322)의 내주측에서 연장되어 형성될 수도 있고, 외주측에서 연장되어 형성될 수도 있다. 다만, 터미널 지지돌부(5325)가 외주측에서 연장 형성되는 경우에는 모터측 터미널 조립체(530)의 외경이 불필요하게 증가할 수 있다. 따라서, 터미널 지지돌부(5325)는 중성점 버스바 하우징(5322)의 후방면 내주측에서 연장되어 형성되는 것이 유리하다.
예를 들어, 터미널 지지돌부(5325)는 중성점 버스바 하우징(5322)의 내주에서 고정자(310)를 향해 환형으로 단차지게 형성되되, 그 터미널 지지돌부(5325)는 단층으로 형성될 수도 있고, 복층으로 형성될 수도 있다. 도 12a 및 도 12b는 본 실시예에 따른 터미널 지지돌부(5325)가 복층으로 형성된 예를 도시하고 있다.
이 경우, 터미널 지지돌부(5325)는 축방향 지지부(5325a)와 반경방향 지지부(5325b)가 연속으로 단차지게 형성될 수 있다. 축방향 지지부(5325a)는 제1 코일절연부재(315)의 전방면에 축방향 지지되도록 단차지게 형성되고, 반경방향 지지부(5325b)는 제1 코일절연부재(315)의 내주면에 대응하도록 축방향 지지부(5325a)의 내주에서 축방향으로 더 연장되어 형성된다.
이에 따라, 제2 버스바 터미널(532)은 터미널 지지돌부(5325)의 축방향 지지부(5325a)에 의해 제1 코일절연부재(315)의 전방면에 축방향으로 지지되는 동시에, 터미널 지지돌부(5325)의 반경방향 지지부(5325b)에 의해 제1 코일절연부재(315)의 내주면에 밀착되어 반경방향으로 지지될 수 있다.
여기서, 터미널 지지돌부(5325)의 반경방향 폭은 가능한 한 두껍게 형성되는 것이 터미널 지지돌부(5325)의 지지강도를 높이는데 유리하다. 이에 따라, 터미널 지지돌부(5325)의 외주면에는 원주방향을 따라 음각지게 형성되어 각 중성점 버스바 접속부 삽입홈(5322c)과 각 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈(5322d)의 일부분이 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 터미널 커버(533)는 전원 버스바(5311)를 절연하기 위해 전원 버스바 하우징(5312)의 전방면을 복개하여 결합된다.
앞서 설명한 바와 같이, 전원 버스바 하우징(5312)은 전원 버스바 삽입홈(5312a)의 전방면이 개구되고, 전원 버스바 삽입홈(5312a)에 삽입된 전원 버스바(5311)가 기밀단자 조립체(510)를 향해 노출된다. 따라서, 본 실시예에서는 터미널 커버(533)를 이용하여 전원 버스바 하우징(5312)의 전방면을 복개함으로써 전원 버스바(5311)를 기밀단자 조립체(510), 메인 하우징(110) 또는 냉매에 대해 절연하게 된다.
이에 따라, 터미널 커버(533)는 수지와 같은 절연소재로 형성되고, 전원 버스바 하우징(5312)의 전방면을 복개할 수 있도록 전원 버스바 하우징(5312)과 같은 환형으로 형성될 수 있다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 본 실시예에 따른 터미널 커버(533)의 내경 및 외경은 전원 버스바 하우징(5312)의 내경 및 외경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
또, 터미널 커버(533)에는 도전부재(512)의 모터측 단부가 관통하도록 복수 개의 도전부재 삽입공(5331a)이 형성된다. 도전부재 삽입공(5331a)의 내경은 도전부재(512)의 외경보다는 크거나 같고 그 도전부재(512)를 감싼 절연부재의 외경보다는 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 도전부재(512)는 터미널 커버(533)의 도전부재 삽입공(5331a)에 삽입되는 반면 절연부재(513)는 터미널 커버(533)의 도전부재 삽입공(5331a)으로 삽입되지 않게 된다. 그러면 터미널 커버(533)는 절연부재(513) 및/또는 기밀단자 조립체(510)의 지지부재(511)를 인버터 하우징(410)에 체결하는 체결볼트(515)에 의해 축방향으로 지지되고, 이를 통해 압축기 진동으로 인해 모터측 터미널 조립체(530)가 고정자(310)의 코일절연부재(313)로부터 탈거되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 터미널 커버(533)는 얇은 환형판으로 형성되어 전원 버스바 하우징(5312)의 전방면에 결합될 수도 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 터미널 커버(533)는 그 터미널 커버(533)를 이용하여 전원 버스바 하우징(5312)과 중성점 버스바 하우징(5322)을 결합할 수도 있다.
예를 들어, 본 실시예에 따른 터미널 커버(533)는 전원 버스바 하우징(5312)을 수용하여 중성점 버스바 하우징(5322)에 결합될 수 있다. 그러면 터미널 커버(533)가 중성점 버스바 하우징(5322)에 결합되는 결합력에 의해 전원 버스바 하우징(5312)이 중성점 버스바 하우징(5322)에 축방향으로 밀착되고, 이에 따라 전원 버스바 하우징(5312)과 중성점 버스바 하우징(5322) 그리고 터미널 커버(533)가 모듈화된 한 개의 조립체를 형성하게 된다.
또, 터미널 커버(533)는, 고정자를 향하는 후방면이 개구된 'ㄷ' 형상 또는 눕혀진 컵 단면 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 터미널 커버(533)는 환형으로 된 환형판면(5331)과, 환형판면(5331)의 후방면에는 제1 코일절연부재(315)의 내주면과 외주면을 향해 돌출되는 내주벽면(5332) 및 외주벽면(5333)을 포함할 수 있다. 내주벽면과 외주벽면은 서로 평행하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 환형판면(5331)과 내주벽면(5332), 그리고 외주벽면(5333)은 공간을 형성하게 되고, 이 공간에 전원 버스바 하우징(5312)과 중성점 버스바 하우징(5322)이 수용되게 된다.
환형판면(5331)은 적어도 제1 코일절연부재(315)의 반경방향 넓이보다 크거나 같은 반경방향 넓이를 가지도록 형성되고, 환형판면(5331)에는 앞서 설명한 바와 같이 도전부재(512)가 삽입될 수 있도록 도전부재 삽입공(5331a)이 형성된다. 도전부재 삽입공(5331a)은 도전부재(512)와 대응하는 위치에 형성된다.
도전부재 삽입공(5331a)은 도전부재(512)의 외경보다는 크거나 같고 절연부재(513)의 외경보다는 작게 형성되는 것이 바람직하다.
내주벽면(5332)의 외주면 단부에는 내측 제1 후크돌기(5332a)가 형성되고, 내측 제1 후크돌기(5332a)는 중성점 버스바 하우징(5322)의 내주면에 구비된 제1 후크홈(5322e)에 착탈 가능하게 후크 결합된다.
외주벽면(5333)의 외주면 단부에는 외측 제1 후크돌기(5333a)가 형성되고, 외측 제1 후크돌기(5333a)는 중성점 버스바 하우징(5322)의 후방측 외주면 모서리에 착탈 가능하게 후크 결합될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 중성점 버스바 하우징(5322)의 외주면에 외측 제1 후크홈(미도시)를 형성하여 외측 제1 후크돌기(5333a)가 착탈 가능하게 후크 결합되도록 할 수도 있다.
상기와 같은 본 실시예에 따른 터미널 커버(533)는 제1 버스바 터미널(531)을 수용하여 제2 버스바 터미널(532)에 후크 결합되고, 이에 따라 제1 버스바 터미널(531)과 제2 버스바 터미널(532) 그리고 터미널 커버(533)는 모듈화된 모터측 터미널 조립체(530)를 형성하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 모터측 터미널 조립체(530)는 별도의 고정부를 이용하여 고정자(310))에 고정할 수도 있다. 도 14는 본 실시예에 따른 전동식 압축기에서, 모터측 터미널 조립체와 코일절연부재의 결합구조에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터측 터미널 조립체(530)는 고정자(310)에 후크 결합될 수 있다.
예를 들어, 모터측 터미널 조립체(530)의 중성점 버스바 하우징(5322)에는 후방측으로 연장되는 연장돌부(5325c)가 형성되고, 연장돌부(5325c)에는 제2 후크홈(5325d)이 형성될 수 있다. 제1 코일절연부재(315)의 내주면에는 모터측 터미널 조립체(530)의 제2 후크홈(5325d)에 삽입되어 후크 결합되는 제2 후크돌기(3154c)가 형성될 수 있다.
즉, 제2 후크홈(5325d)은 터미널 지지돌부(5325)를 이루는 반경방향 지지부(5325b)에 관통되어 형성되고, 제2 후크돌기(3154c)는 제1 코일절연부재(315)의 내주면을 이루는 연결탭 고정부(3154)의 내벽면에서 반경방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
이에 따라, 제2 버스바 터미널(532)에 구비된 터미널 지지돌부(5325)의 반경방향 지지부(5325b)가 제1 코일절연부재(315)에 삽입되어 결합될 때, 그 반경방향 지지부(5325b)에 구비된 제2 후크홈(5325d)에 제1 코일절연부재(315)의 내주면에 구비된 제2 후크돌기(3154c)가 후크 결합되면서 제2 버스바 터미널(532)을 제1 코일절연부재(315)에 견고하게 결합될 수 있다.
이를 통해, 모터측 터미널 조립체(530)가 모듈화되면서 무게가 증가더라도 그 모터측 터미널 조립체(530)가 압축기 진동에 의해 고정자(310)로부터 이탈되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
이렇게 하여, 티스부의 내주측에서 복수 개의 인출코일이 각각 결선되도록 함으로써, 권선코일에 대한 절연거리를 넓게 확보할 수 있다. 나아가, 코일절연부재의 연결탭 고정부를 이루는 내벽부의 단면에서 코일수용홈이 축방향으로 절개되어 형성됨으로써, 연결탭과 인출코일을 견고하게 결선하여 권선코일에 대한 결전작업에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
또, 터미널 조립체에 접속되는 전원단자를 원주방향으로 일정 간격을 두고 배열함에 따라, 전원단자에 접속되는 전력소자를 분산 배치할 수 있다. 이를 통해 전력소자를 신속하게 방열시켜 모터 및 압축기의 효율을 높일 수 있다.
또, 전원 버스바와 중성점 버스바를 고정자의 일측에 구비함에 따라, 코일의 결선 작업을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 고정자의 길이를 줄일 수 있다. 나아가, 전원 버스바 하우징과 중성점 버스바 하우징을 복층 구조로 형성함에 따라, 전원 버스바와 중성점 버스바를 용이하게 절연할 수 있다. 더 나아가, 전원 버스바 하우징과 중성점 버스바 하우징을 터미널 커버를 이용하여 모듈화함에 따라, 터미널 조립체의 구조를 간소화하고 권선코일과 터미널 조립체의 조립을 용이하게 할 수 있다.
또, 터미널 조립체의 일측을 고정자의 코일절연부재에 축방향 및 반경방향 지지하는 동시에 터미널 조립체의 일측을 고정자의 코일절연부재에 후크 결합함에 따라, 터미널 조립체를 견고하게 고정할 수 있다. 이를 통해 차량용 압축기에 적용시 진동으로 인해 터미널 조립체가 이격되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 나아가, 터미널 조립체의 일단은 기밀단자 조립체 또는 그 기밀단자 조립체를 고정하는 볼트에 축방향 지지되고 타단은 고정자의 일부를 이루는 코일절연부재에 축방향 지지됨으로써, 터미널 조립체의 축방향 양단이 기구적으로 지지되어 터미널 조립체에 대한 지지력이 향상될 수 있다.
한편, 전술한 실시예들에서는 회전축이 선회스크롤의 일측면에 결합되는 예를 중심으로 설명하였으나, 회전축이 선회스크롤을 관통하는 축관통 스크롤 압축기에서도 동일하게 적용될 수 있다.
100: 하우징 110: 메인 하우징
120: 리어 하우징 200: 압축부
210: 프레임 220: 고정스크롤
230: 선회스크롤 300: 모터부
310: 고정자 311: 고정자 코어
312: 권선코일 3121: 리드선 코일
3122: 중성선 코일 313: 코일절연부재
315: 제1 코일절연부재 3151: 티스절연부
3152: 외벽부 3153: 내벽부
3154: 연결탭 고정부 3154a: 연결탭 수용공간
3154b: 코일수용홈 3154c: 제2 후크돌기
3155: 연결탭 3155a: 접속단
3155b: 고정단 31551: 전원탭
31552: 중성탭 3156: 제2 코일절연부재
320: 회전자 330: 회전축
400: 인버터부 410: 인버터 하우징
411: 회전축 지지부 412a: 지지부재 체결홈
412b: 도전부재 삽입공 420: 인버터 커버
430: 인버터 유닛 500: 통전부
510: 기밀단자 조립체 511: 지지부재
511a: 지지부재 체결공 511b: 절연부재 고정공
512: 도전부재 513: 절연부재
5131: 도전부재 고정공 520: 인버터측 터미널 조립체
530: 모터측 터미널 조립체 531: 제1 버스바 터미널
5311: 전원 버스바 5311a: 전원 버스바 몸체부
5311b: 전원 버스바 접속부 5311c: 도전부재 접속부
5312: 전원 버스바 하우징 5312a: 전원 버스바 삽입홈
5312b: 전원 버스바 몸체부 삽입홈
5312c: 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈
532: 제2 버스바 터미널 5321: 중성점 버스바
5321a: 중성점 버스바 몸체부 5321b: 중성점 버스바 접속부
5322: 중성점 버스바 하우징 5322a: 중성점 버스바 삽입홈
5322b: 중성점 버스바 몸체부 삽입홈
5322c: 중성점 버스바 접속부 삽입홈
5322d: 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈
5325: 터미널 지지돌부 5325a: 축방향 지지부
5325b: 반경방향 지지부 5325c: 연장돌부
5325d: 제2 후크홈 533: 터미널 커버
5331: 환형판면 5331a: 도전부재 삽입공
5332: 내주벽면 5332a: 제1 후크돌기
5333: 외주벽면 S1: 모터실
S2: 토출실 S3: 배압실V: 압축실

Claims (18)

  1. 복수 개의 티스부가 구비된 고정자 코어;
    상기 복수 개의 티스부의 주변을 감싸도록 권선되는 권선코일;
    상기 고정자 코어와 상기 권선코일의 사이에 구비되는 코일절연부재; 및
    상기 고정자 코어의 축방향 일측에 구비되어 전원단자에 상기 권선코일을 연결하는 터미널 조립체;를 포함하고,
    상기 코일절연부재는,
    상기 복수 개의 티스부의 내주측에 대응하는 부위에는 각각 축방향으로 연장되는 복수 개의 내벽부가 구비되고, 상기 복수 개의 내벽부에는 상기 각 티스부의 권선코일에서 각각 인출되는 인출코일이 각각 결선되도록 복수 개의 연결탭이 구비되는 모터의 고정자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 각 티스부 마다에 독립적으로 구비되는 연결탭 고정부; 및
    상기 연결탭 고정부에 각각 수용되어 상기 각각의 인출코일이 각각 결선되는 연결탭;을 포함하는 모터의 고정자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각 연결탭 고정부는, 그 내부에 상기 연결탭이 수용되는 연결탭 수용공간이 형성되고,
    상기 각 내벽부에는 상기 인출코일이 삽입되어 상기 연결탭 수용공간의 내부로 안내되도록 하는 코일수용홈이 상기 내벽부의 단면에서 축방향으로 절개되어 형성되는 모터의 고정자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터미널 조립체는,
    도전재질로 형성되어 상기 연결탭과 상기 전원단자 사이를 전기적으로 연결하는 전원 버스바; 및
    절연재질로 형성되어 상기 전원 버스바가 삽입되어 수용되는 전원 버스바 하우징;을 포함하는 모터의 고정자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전원 버스바는, 서로 다른 상(phase)의 전원이 인가되도록 복수 개가 구비되며,
    상기 복수 개의 전원 버스바는 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 배열되는 모터의 고정자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전원 버스바는,
    전원 버스바 몸체부;
    상기 전원 버스바 몸체부에서 상기 고정자 코어를 향해 연장되어 상기 연결탭에 접속되는 전원 버스바 접속부; 및
    상기 전원 버스바 몸체부에 구비되어 상기 전원단자에 구비되는 도전부재 접속부를 포함하는 모터의 고정자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전원 버스바 하우징은,
    상기 고정자 코어를 등지는 측면에는 복수 개의 전원 버스바 삽입홈이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성되며,
    상기 복수 개의 전원 버스바 삽입홈은,
    전원 버스바 몸체부 삽입홈과, 상기 전원 버스바 몸체부 삽입홈에서 연장되는 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈으로 이루어지며,
    상기 전원 버스바 몸체부 삽입홈은 상기 고정자 코어를 향하는 측면이 막힌 형상으로 형성되고, 상기 제1 전원 버스바 접속부 삽입홈은 상기 전원 버스바 접속부가 상기 고정자 코어를 향해 노출되도록 축방향으로 관통하여 형성되는 모터의 고정자.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 터미널 조립체는,
    도전재질로 형성되어 상기 연결탭 사이를 전기적으로 연결하는 중성점 버스바; 및
    절연재질로 형성되어 상기 중성점 버스바가 삽입되어 수용되는 중성점 버스바 하우징;을 포함하는 모터의 고정자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 중성점 버스바는,
    중성점 버스바 몸체부; 및
    상기 중성점 버스바 몸체부에서 상기 고정자 코어를 향해 연장되고, 상기 복수 개의 연결탭에 접속되어 중성점을 결선하는 복수 개의 중성점 버스바 접속부;를 포함하는 모터의 고정자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중성점 버스바 하우징은,
    상기 고정자 코어를 등지는 측면에는 중성점 버스바 삽입홈이 원주방향을 따라 형성되며,
    상기 중성점 버스바 삽입홈은,
    중성점 버스바 몸체부 삽입홈과, 상기 중성점 버스바 몸체부 삽입홈에서 연장되는 중성점 버스바 접속부 삽입홈으로 이루어지며,
    상기 중성점 버스바 몸체부 삽입홈은 상기 고정자 코어를 향하는 측면이 막힌 형상으로 형성되고, 상기 중성점 버스바 접속부 삽입홈은 상기 중성점 버스바 접속부가 상기 고정자 코어를 향해 노출되도록 축방향으로 관통되어 형성되는 모터의 고정자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 중성점 버스바 하우징은,
    상기 전원 버스바의 전원 버스바 접속부가 삽입되도록 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈이 축방향으로 관통되어 형성되며,
    상기 제2 전원 버스바 접속부 삽입홈은 상기 중성점 버스바 몸체부 삽입홈과 동일 원주 상에 배열되는 모터의 고정자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 터미널 조립체는 환형으로 형성되고, 상기 전원단자는 복수 개가 구비되어 원주방향을 따라 동일한 간격만큼 이격되는 모터의 고정자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 터미널 조립체는,
    전원 공급용 도전부재에 결선되는 복수 개의 전원 버스바, 상기 복수 개의 전원 버스바가 원주방향을 따라 서로 이격되어 삽입되는 전원 버스바 하우징을 가지는 제1 버스바 터미널;
    상기 복수 개의 전원 버스바의 축방향 일측에 구비되는 중성점 버스바, 상기 중성점 버스바가 삽입되며 상기 제1 버스바 터미널의 축방향 일측에 구비되는 중성점 버스바 하우징을 가지는 제2 버스바 터미널; 및
    상기 제1 버스바 터미널의 일측에 구비되며, 상기 제1 버스바 터미널을 수용하여 상기 제2 버스바 터미널에 결합되는 터미널 커버;를 포함하는 모터의 고정자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 터미널 커버는,
    상기 도전부재가 관통되는 도전부재 삽입공이 형성되는 환형판면;
    상기 중성점 버스바 하우징의 내주면 및 외주면을 마주보도록 상기 환형판면의 내주측 및 외주측에서 연장되는 내주벽면 및 외주벽면;을 포함하고,
    상기 중성점 버스바 하우징의 내주면 및 외주면은 그 중성점 버스바 하우징의 내주면 및 외주면이 마주보는 상기 터미널 커버의 내주벽면 및 외주벽면에 각각 결합되는 모터의 고정자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 중성점 버스바 하우징의 일측면에는 축방향으로 연장되어 상기 코일절연부재의 내주면에 삽입되는 터미널 지지돌부가 형성되고,
    상기 터미널 지지돌부는 축방향 지지면 및 반경방향 지지면이 구비되어 상기 코일절연부재에 축방향 및 반경방향으로 지지되는 모터의 고정자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 터미널 지지돌부의 외주면과 이를 마주보는 상기 코일절연부재의 내주면 사이에는 서로 맞물려 축방향으로 고정되도록 고정부가 구비되는 모터 고정자.
  17. 고정스크롤 및 상기 고정스크롤에 대해 선회운동을 하여 냉매를 압축하는 선회스크롤을 포함하는 압축부; 및
    상기 압축부와 연결되어, 상기 압축부에 회전력을 인가하는 모터부;를 포함하며,
    상기 모터부는,
    상기한 제1항 내지 제16항 중에서 어느 한 항의 고정자를 가지는 모터를 포함하는 전동식 압축기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 모터부와 통전 가능하게 연결되어, 상기 모터부에 전원 및 제어신호를 인가하는 인버터부를 더 포함하고,
    상기 인버터부는 상기 터미널 조립체에 의해 상기 모터부와 전기적으로 연결되는 전동식 압축기.
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