KR20210137277A - 전동압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉매를 압축하는 압축부; 상기 압축부에 설치되며, 상기 압축부를 구동하는 모터부; 상기 모터부에 설치되며, 상기 모터부를 제어하는 인버터부를 포함하되, 상기 인버터부는, 상기 모터부를 제어하며, 인접하는 제어부품과 제어부품 사이에 슬릿(Slit)이 형성된 제어기판과, 상기 모터부를 덮으며, 상기 제어기판이 내부에 수용되는 인버터하우징을 포함하는 전동압축기를 제공한다.
본 발명에 따른 전동압축기에 의하면, 제어기판에서 인접하는 제어부품과 제어부품 사이에 슬릿(Slit)이 형성됨으로써, 제어기판의 절연성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 인버터하우징에 하우징돌기가 형성되고, 하우징돌기에 전력소자가 안착됨으로써, 제어기판에 결합되는 전력소자와 인버터하우징 사이의 절연성을 확보할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 인버터부의 연면거리 규정을 만족할 수 있으며, 인버터부를 소형으로 설계할 수 있다.

Description

전동압축기{Electric compressor}

본 발명은 전동압축기용 인버터 및 하우징 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압을 사용하는 전동압축기 인버터에 있어서 절연성을 확보하며, SIZE를 최소화 할 수 있는 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 압축기란 냉매를 흡입하여 압축시킨 후, 이를 외부로 토출하는 장치를 의미한다. 압축기는 차량용 에어컨 등에 사용되며, 증발기로부터 토출된 냉매를 공급받아 이를 압축한 후, 압축된 냉매를 응축기로 공급한다. 압축기에는 기계식, 전동식 등이 있다. 기계식 압축기는, 차량의 엔진 등의 힘을 받아 구동한다. 전동식 압축기는, 내부에 모터가 설치되며, 외부로부터 모터로 인가되는 전원에 기초하여 모터가 작동함으로써, 냉매를 흡입, 압축 및 토출한다.

그 중, 전동식 압축기는, 압축부, 모터부, 인버터부를 포함한다. 압축부는 냉매를 압축한다. 모터부는 인가받은 전원에 기초하여 압축부를 구동시킨다. 인버터부는 모터부를 전기적으로 제어하기 위한 것으로서, 상기 모터부의 제어를 위한 제어기판과, 상기 제어기판을 내부에 수용하는 인버터하우징을 포함한다.

한편, 전동식 압축기에서는, 인버터부의 절연성을 확보하기 위해 인버터부에 포함되는 구성요소와 구성요소 간의 연면거리와 공간거리를 맞추는 것이 중요하다. 공간거리(또는 절연거리; Insulation clearance)란, 두 도전체 사이의 최단 거리를 의미한다. 연면거리(Creeping distance)란, 두 도전체 사이에 존재하는 절연물의 표면 또는 그 연결 부분을 따라서 잰 최단거리를 의미한다.

이때, 종래의 전동식 압축기에 의하면, 인버터부의 절연성을 확보하기 위해 전압별 연면거리 및 공간거리를 맞추고자 하는 경우, 제어기판과 인버터하우징의 크기를 증가시켜야 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 제어기판과 인버터하우징의 크기를 증가시키지 않고도 인버터부의 절연성을 확보하고 향상시키도록 개선된 구조를 갖는 전동압축기를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 냉매를 압축하는 압축부; 상기 압축부에 설치되며, 상기 압축부를 구동하는 모터부; 상기 모터부에 설치되며, 상기 모터부를 제어하는 인버터부를 포함하되, 상기 인버터부는, 상기 모터부를 제어하며, 인접하는 제어부품과 제어부품 사이에 슬릿(Slit)이 형성된 제어기판과, 상기 모터부를 덮으며, 상기 제어기판이 내부에 수용되는 인버터하우징을 포함하는 전동압축기를 제공한다.

상기 슬릿은, 고전압 배터리로부터 전원을 공급받는 고전압단의 일 단부와, 상기 고전압 배터리보다 용량이 작은 저전압 배터리로부터 전원을 공급받는 연결되는 제1저전압단 사이에 형성되는 제1슬릿을 포함한다.

상기 슬릿은, 프레임 접지단과 상기 고전압단의 일 단부와 사이에 형성되며, 상기 제1슬릿과 연결되는 제2슬릿을 더 포함한다.

상기 슬릿은, 고전압 배터리로부터 전원을 공급받는 고전압단의 중간부와, 커패시터의 사이에 형성되는 제3슬릿을 포함한다.

상기 고전압단의 중간부는, 곡률을 갖도록 휘어진 형상으로 형성되며, 상기 커패시터는, 상기 고전압단의 중간부의 내측에 배치되고, 상기 제3슬릿은, 상기 커패시터의 리드를 감싸도록 휘어진 형상으로 형성된다.

상기 커패시터는, 복수개로 구비되며, 각각 상기 고전압단의 중간부의 길이방향을 따라 배치되며, 상기 제3슬릿은, 상기 커패시터에 대응하여 복수개로 구비된다.

상기 인버터부는, 상기 제어기판에 결합되는 제1단자와 제2단자가 좌우로 각각 형성되며, 상기 모터부를 구동시키는 전력소자를 더 포함하며, 상기 슬릿은, 고전압 배터리로부터 전원을 공급받는 고전압단의 타 단부와, 상기 전력소자의 제1단자와 연결되는 제1출력단 사이에 형성되는 제4슬릿을 포함한다.

상기 제4슬릿은, 상기 제1출력단을 감싸도록 절곡된 형상으로 형성된다.

상기 인버터부는, 상기 제어기판에 결합되는 제1단자와 제2단자가 좌우로 각각 형성되며, 상기 모터부를 구동시키는 전력소자를 더 포함하며, 상기 슬릿은, 상기 전력소자의 제2단자와 연결되는 복수개의 제2출력단 사이에 각각 형성되는 제5슬릿을 포함한다.

상기 슬릿은, 저전압 배터리로부터 전원을 공급받는 제1저전압단과, 상기 제1저전압단으로부터 전원을 공급받아 상기 모터부를 구동시키는 전력소자로 전원을 공급하는 제2저전압단의 사이에 형성되는 제6슬릿을 포함한다.

상기 인버터부는, 상기 제어기판과 인버터하우징의 사이에 배치되며, 상기 제어기판에 결합되어 상기 모터부를 구동시키는 전력소자를 더 포함하며, 상기 인버터하우징은, 상기 전력소자가 안착되는 하우징돌기가 돌출 형성된다.

상기 하우징돌기는, 상기 제어기판과 대향하는 상기 인버터하우징의 바닥면으로부터 상기 제어기판 측으로 돌출 형성된다.

본 발명에 따른 전동압축기에 의하면, 제어기판에서 인접하는 제어부품과 제어부품 사이에 슬릿(Slit)이 형성됨으로써, 제어기판의 절연성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 인버터하우징에 하우징돌기가 형성되고, 하우징돌기에 전력소자가 안착됨으로써, 제어기판에 결합되는 전력소자와 인버터하우징 사이의 절연성을 확보할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면, 인버터부의 연면거리 규정을 만족할 수 있으며, 인버터부를 소형으로 설계할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전동압축기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 인버터부에 포함된 제어기판의 평면도이다.
도 3은 도 2에서 A 부분의 확대도이다.
도 4는 도 2에서 B 부분의 확대도이다.
도 5는 도 2에서 C 부분의 확대도이다.
도 6은 도 2에서 D 부분의 확대도이다.
도 7은 도 2에서 E 부분의 확대도이다.
도 8은 도 1에 나타낸 인버터부에 포함된 인버터하우징의 평면도이다.
도 9는 도 8의 측면사시도이다.
도 10은 도 9에서 하우징돌기에 전력소자가 안착된 모습을 나타낸 도면이다.

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 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 전동압축기(10)는, 압축부(11), 모터부(12) 및 인버터부(100)를 포함한다.

상기 압축부(11)는, 냉매를 흡입하여 압축한 후, 이를 외부로 토출한다. 상기 모터부(12)는, 상기 압축부(11)의 하부에 설치되며, 외부로부터 인가받은 전원에 기초하여 상기 압축부(11)를 구동한다. 상기 인버터부(100)는, 상기 모터부(12)의 하부에 설치되며, 상기 모터부(12)를 제어한다. 이를 위하여, 상기 인버터부(100)는, 제어기판(110), 인버터하우징(120), 전력소자(130)를 포함한다.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 상기 제어기판(110)은, 상기 모터부(12)의 하부에 설치되며, 수평으로 배치되고, 상기 모터부(12)를 제어한다. 그리고 상기 제어기판(110)에는, 제어부품(13,14,15,16,17,18,18,19)이 설치되며, 인접하는 제어부품(13,14,15,16,17,18,19)과 제어부품(13,14,15,16,17,18,19) 사이에는 슬릿(Slit; 111,112,113,114,115,116)이 상하방향을 따라 관통 형성된다. 더욱 상세하게는, 상기 슬릿(111,112,113,114,115,116)은, 상기 제어기판(110)의 특정 부위가 절개됨에 따라, 상하로 관통되도록 형성된다.

도 2를 참조하면, 상기 제어부품(13,14,15,16,17,18,19)은, 고전압단(13), 프레임접지단(14), 커패시터(15), 제1출력단(16), 제2출력단(17), 제1저전압단(18) 및 제2저전압단(19)을 포함한다.

상기 고전압단(13)은, 차량용 고전압 배터리(미도시)로부터 전원을 공급받는 것으로서, 일 단부(13a), 중간부(13b) 및 타 단부(13c)로 구분된다. 상기 고전압단(13)의 일 단부(13a)와 타 단부(13c)는, 각각 상기 제어기판(110)의 수평방향 일 측과 타 측에 배치된다. 그리고 상기 고전압단(13)의 중간부(13b)는, 일 단부(13a)와 타 단부(13c)의 사이에 배치되며, 곡률을 갖도록 외측으로 휘어진 형상으로 형성된다.

상기 프레임접지단(14)은, 상기 고전압단(13)의 일 단부(13a)의 수평방향 일 측에 배치된다. 상기 커패시터(15)는, 상기 고전압단(13)의 중간부(13b)의 내측에 배치된다. 즉, 도 2를 기준으로 하였을 때, 상기 커패시터(15)는, 상기 고전압단(13)의 중간부(13b)의 우측에 배치된다. 이때, 상기 커패시터(15)는, 복수개로 구비되며, 각각 상기 고전압단(13)의 중간부(13b)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 한편, 상기 커패시터(15)는, 전해 커패시터, 필름 커패시터 등의 DC CAP.이 될 수 있다.

상기 제1출력단(16)은, 후술할 전력소자(130)의 제1단자(131)가 결합된다. 상기 제2출력단(17)은, 후술할 전력소자(130)의 제2단자(132)가 결합된다. 상기 제1출력단(16)은, 상기 커패시터(15)의 내측에 배치된다. 즉, 도 2를 기준으로 하였을 때, 상기 제1출력단(16)은, 상기 커패시터(15)의 우측에 배치된다. 이때, 상기 제1출력단(16)은, 수평방향 일 측에서 타 측으로 배치되는 복수개로 구비될 수 있다. 상기 제2출력단(17)은, 상기 제1출력단(16)을 사이에 두고 상기 커패시터(15)의 수평방향 반대 측에 배치된다. 즉, 도 2를 기준으로 하였을 때, 상기 제2출력단(17)은, 상기 제1출력단(16)의 우측에 배치된다. 이때, 상기 제2출력단(17)은, 수평방향 일 측에서 타 측으로 배치되는 복수개로 구비될 수 있다.

상기 제1저전압단(18)은, 상기 고전압 배터리(미도시)보다 용량이 작은 차량의 저전압 배터리(미도시)로부터 전원을 공급받는다. 상기 제2저전압단(19)은, 상기 제1저전압단(18)으로부터 전원을 공급받아 전력소자(130)로 전원을 공급한다. 상기 제2저전압단(19)은, 상기 커패시터(15), 제1출력단(16) 및 제2출력단(17)을 사이에 두고 상기 고전압단(13)의 수평방향 반대 측에 배치된다. 즉, 도 2를 기준으로 하였을 때, 상기 제2저전압단(19)은, 상기 제2출력단(17)의 우측에 배치된다. 그리고 상기 제1저전압단(18)은, 상기 제2저전압단(19)의 수평방향 일 측에 배치된다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 상기 슬릿(111,112,113,114,115,116)은, 제1슬릿(111), 제2슬릿(112), 제3슬릿(113), 제4슬릿(114), 제5슬릿(115), 제6슬릿(116)을 포함한다.

도 3을 참조하면, 상기 제1슬릿(111)은, 상기 고전압단(13)의 일 단부(13a)와 상기 제1저전압단(18)의 사이에 형성된다. 그리고 상기 제1슬릿(111)은, 일 측에서 타 측으로 연장되도록 형성된다. 상기 제2슬릿(112)은, 상기 프레임 접지단(14)과 상기 고전압단(13)의 일 단부(13a) 사이에 형성되며, 상기 제1슬릿(111)의 일 측과 연결된다. 이때, 상기 제2슬릿(112)은, 좌우로 연장되도록 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제3슬릿(113)은, 상기 고전압단(13)의 중간부(13b)와 상기 커패시터(15)의 사이에 형성된다. 더욱 상세하게는, 상기 제3슬릿(113)은, 상기 커패시터(15)에 대응하여 복수개로 구비될 수 있다. 그리고 상기 제3슬릿(113)은, 각각 상기 커패시터(15)의 리드를 감싸도록 휘어진 형상으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 제4슬릿(114)은, 상기 고전압단(13)의 타 단부(13c)와 상기 제1출력단(16)의 사이에 형성된다. 이때, 상기 제4슬릿(114)은, 상기 제1출력단(16)을 감싸도록 직각으로 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 제5슬릿(115)은, 상기 제2출력단(17)과 제2출력단(17)의 사이에 형성된다. 이때, 상기 제2출력단(17)은, 3개 이상의 복수개로 구비될 수 있으며, 상기 제5슬릿(115) 역시, 2개 이상의 복수개로 구비될 수 있다. 그리고 상기 제5슬릿(115)은, 각각 좌우로 연장된 형상으로 형성될 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 제6슬릿(116)은, 상기 제1저전압단(18)과 상기 제2저전압단(19)의 사이에 형성된다. 이때, 상기 제6슬릿(116)은, 좌우로 연장된 형상으로 형성될 수 있다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 인버터하우징(120)은, 상기 모터부(12)를 하측에서 덮으며, 내부에 상기 제어기판(110)이 수용된다. 도 9를 참조하면, 상기 인버터하우징(120)은, 하우징돌기(121)가 돌출 형성된다. 상기 하우징돌기(121)는, 상기 제어기판(110)과 대향하는 상기 인버터하우징(120)의 바닥면(122)으로부터 상기 상측으로 돌출 형성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 전동압축기(10)에 의하면, 제어기판(110)에서 인접하는 제어부품(13,14,15,16,17,18,19)과 제어부품(13,14,15,16,17,18,19) 사이에 슬릿(111,112,113,114,115,116)이 형성됨으로써, 제어기판(110)의 절연성을 확보할 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 전력소자(130)는, 상기 제어기판(110)과 인버터하우징(120)의 사이에서 수평으로 배치되며, 상기 제어기판(110)의 하부에 결합된다. 그리고 상기 전력소자(130)는, 상기 제어기판(110) 상에서 제어신호를 생성하여, 상기 모터부(120)를 제어한다.

상기 전력소자(130)는, 상기 제어기판(110)에 결합되는 제1단자(131)와 제2단자(132)가 각각 좌우로 형성된다. 상기 제1단자(131)는, 상기 제1출력단(16)에 결합된다. 상기 제2단자(132)는, 상기 제2출력단(17)에 결합된다. 그리고 상기 제1단자(131)와 제2단자(132)는, 각각 상기 전력소자(130)로부터 상측으로 절곡되도록 연장된다.

상기 전력소자(130)는, 상기 하우징돌기(121)에 안착된다. 따라서 상기 제1단자(131)와 제2단자(132)는, 종래와 비교하였을 때, 각각 상기 인버터하우징(120)의 바닥면(122)으로부터 상기 하우징돌기(121)의 상하두께만큼 더 이격되도록 배치된다.

이와 같은 본 발명에 따른 전동압축기(10)에 의하면, 인버터하우징(120)의 바닥면(122)에 하우징돌기(121)가 형성되고, 상기 하우징돌기(122)에 전력소자(130)가 안착됨으로써, 제어기판(110)에 결합되는 전력소자(130)와 인버터하우징(120) 사이의 절연성을 확보할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전동압축기(10)에 의하면, 인버터부(100)의 연면거리 규정을 만족할 수 있으며, 인버터부(100)를 소형으로 설계할 수 있다.

10 : 전동압축기 11 : 압축부
12 : 모터부 100 : 인버터부
110 : 제어기판 120 : 인버터하우징
130 : 전력소자

Claims (12)

1. 냉매를 압축하는 압축부;
   상기 압축부에 설치되며, 상기 압축부를 구동하는 모터부;
   상기 모터부에 설치되며, 상기 모터부를 제어하는 인버터부를 포함하되,
   상기 인버터부는,
   상기 모터부를 제어하며, 인접하는 제어부품과 제어부품 사이에 슬릿(Slit)이 형성된 제어기판과,
   상기 모터부를 덮으며, 상기 제어기판이 내부에 수용되는 인버터하우징을 포함하는 전동압축기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬릿은,
   고전압 배터리로부터 전원을 공급받는 고전압단의 일 단부와, 상기 고전압 배터리보다 용량이 작은 저전압 배터리로부터 전원을 공급받는 연결되는 제1저전압단 사이에 형성되는 제1슬릿을 포함하는 전동압축기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 슬릿은,
   프레임 접지단과 상기 고전압단의 일 단부와 사이에 형성되며, 상기 제1슬릿과 연결되는 제2슬릿을 더 포함하는 전동압축기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬릿은,
   고전압 배터리로부터 전원을 공급받는 고전압단의 중간부와, 커패시터의 사이에 형성되는 제3슬릿을 포함하는 전동압축기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 고전압단의 중간부는, 곡률을 갖도록 휘어진 형상으로 형성되며,
   상기 커패시터는, 상기 고전압단의 중간부의 내측에 배치되고,
   상기 제3슬릿은, 상기 커패시터의 리드를 감싸도록 휘어진 형상으로 형성된 전동압축기.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 커패시터은, 복수개로 구비되며, 각각 상기 고전압단의 중간부의 길이방향을 따라 배치되며,
   상기 제3슬릿은, 상기 커패시터에 대응하여 복수개로 구비되는 전동압축기.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 인버터부는,
   상기 제어기판에 결합되는 제1단자와 제2단자가 좌우로 각각 형성되며, 상기 모터부를 구동시키는 전력소자를 더 포함하며,
   상기 슬릿은,
   고전압 배터리로부터 전원을 공급받는 고전압단의 타 단부와, 상기 전력소자의 제1단자와 연결되는 제1출력단 사이에 형성되는 제4슬릿을 포함하는 전동압축기.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제4슬릿은, 상기 제1출력단을 감싸도록 절곡된 형상으로 형성된 전동압축기.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 인버터부는,
   상기 제어기판에 결합되는 제1단자와 제2단자가 좌우로 각각 형성되며, 상기 모터부를 구동시키는 전력소자를 더 포함하며,
   상기 슬릿은,
   상기 전력소자의 제2단자와 연결되는 복수개의 제2출력단 사이에 각각 형성되는 제5슬릿을 포함하는 전동압축기.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬릿은,
    저전압 배터리로부터 전원을 공급받는 제1저전압단과, 상기 제1저전압단으로부터 전원을 공급받아 상기 모터부를 구동시키는 전력소자로 전원을 공급하는 제2저전압단의 사이에 형성되는 제6슬릿을 포함하는 전동압축기.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 인버터부는,
    상기 제어기판과 인버터하우징의 사이에 배치되며, 상기 제어기판에 결합되어 상기 모터부를 구동시키는 전력소자를 더 포함하며,
    상기 인버터하우징은, 상기 전력소자가 안착되는 하우징돌기가 돌출 형성된 전동압축기.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 하우징돌기는, 상기 제어기판과 대향하는 상기 인버터하우징의 바닥면으로부터 상기 제어기판 측으로 돌출 형성된 전동압축기.

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