WO2021153992A1 - 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법 - Google Patents

전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법에 관한 것으로서, 전동 압축기의 인버터는 복수의 소자가 실장되는 기판 및 기판과 체결되는 프레임을 포함하고, 프레임은 지지판, 지지판으로부터 기판을 향해 돌출되는 측판부, 기판과 연결되는 스위칭 소자가 배열되는 배열판 및 지지판과 배열판을 연결하는 연결 바를 포함하고, 인버터 제조장치는 프레임에 고정되는 제1 더미 플레이트 및 제1 더미 플레이트와 체결되어 스위칭 소자에 접촉되며 복수의 소자 및 스위칭 소자를 고정 및 방열시키는 제2 더미 플레이트를 포함하고, 인버터 제조방법은 인버터를 제1 더미 플레이트에 안착시키는 단계, 제2 더미 플레이트를 제1 더미 플레이트와 체결시켜 복수의 소자 및 스위칭 소자를 고정하고 스위칭 소자를 제2 더미 플레이트의 방열판과 연결하는 단계, 복수의 소자를 납땜하는 단계를 포함함에 따라, 납땜 불량 및 소자 손상이 방지될 수 있다.

Description

전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법
본 발명은, 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전동 압축기의 인버터를 납땜할 때 소자의 이탈 및 손상을 방지할 수 있도록 한 전동 압축기, 인버터 조립용 지그 및 인버터 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온, 고압상태로 만들어 응축기로 전달하는 기능을 수행한다.
이러한 압축기는 차량의 엔진으로부터 구동력을 제공받아 압축 동작을 수행하는 기계식 압축기와 별도의 전원공급에 따른 전동모터(이하, 모터) 구동으로 압축 동작을 수행하는 전동 압축기로 구분되고, 전동 압축기의 경우 통상적으로 모터의 회전수, 토크 등이 조절되면서 냉방 효율이 가변적으로 조절되도록 형성된다.
전동 압축기에 대해 더욱 구체적으로 살펴보면, 종래의 전동 압축기는, 동력을 발생시키는 모터, 상기 모터로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기구 및 상기 모터를 제어하는 인버터를 포함한다.
여기서, 상기 인버터는 복수의 소자가 실장되는 기판 및 스위칭 소자가 배치되고 상기 기판과 체결되는 프레임을 포함하고, 상기 기판에 상기 복수의 소자가 배열되고 상기 프레임이 상기 기판에 조립되고 인버터 제조장치인 팰릿(pallet)에 안착된 후 예를 들어 셀렉티브 솔더링(selective soldering) 공법에 의해 상기 소자가 납땜된다.
그러나, 이러한 종래의 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법에 있어서는, 납땜 과정 이전에 복수의 소자가 고정되지 못하여 사전에 결정된 위치로부터 이탈됨으로써 납땜 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 열에 취약한 스위칭 소자가 납땜에 의한 열로 손상되는 문제점이 있었다.
또한, 납땜 이후 복수의 소자 및 스위칭 소자의 정상 작동 여부를 검사할 때 스위칭 소자의 발열로 인버터가 손상되는 문제점이 있었다.
또한, 납땜 시 복수의 소자 및 스위칭 소자에 인가되는 응력과 인버터가 전동 압축기에 장착된 후 복수의 소자 및 스위칭 소자에 인가되는 응력이 상이함에 따라, 인버터가 전동 압축기에 장착된 후 복수의 소자의 납땜 부위에 손상이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은, 복수의 소자가 사전에 결정된 위치로부터 이탈되는 것을 방지하여 납땜 불량을 방지할 수 있는 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 납땜에 의한 열로 스위칭 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있는 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 납땜 이후 복수의 소자 및 스위칭 소자의 정상 작동 여부를 검사할 때 스위칭 소자의 발열로 인버터가 손상되는 것을 방지할 수 있는 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 복수의 소자 및 스위칭 소자에 인가되는 응력의 차이점으로 인해 인버터가 전동 압축기에 장착된 후 복수의 소자의 납땜 부위에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되는 모터; 상기 모터로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기구; 및 상기 모터를 제어하는 인버터;를 포함하고, 상기 인버터는 복수의 소자가 실장되는 기판 및 상기 기판과 체결되는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 지지판, 상기 지지판으로부터 상기 기판을 향해 돌출되는 측판부, 상기 기판과 연결되는 스위칭 소자가 배열되는 배열판 및 상기 지지판과 상기 배열판을 연결하는 연결 바를 포함하는 전동 압축기를 제공한다.
상기 측판부에는 상기 하우징과 체결되는 체결 홀이 형성될 수 있다.
상기 지지판과 상기 배열판은 서로 이격되게 형성되고, 상기 연결 바의 일단은 상기 지지판에 연결되고, 상기 연결 바의 타단은 상기 배열판에 연결될 수 있다.
상기 연결 바는 복수로 형성되고, 상기 복수의 연결 바는 상기 배열판의 외주부를 따라 배치될 수 있다.
상기 지지판은 필터 소자(141a)가 배치되는 필터 수납부를 포함하고, 상기 복수의 연결 바 중 하나는 일단이 상기 지지판의 필터 수납부에 연결되고 타단이 상기 배열판에 연결될 수 있다.
상기 연결 바는 상기 배열판이 상기 지지판을 기준으로 상기 기판에 멀어지고 가까워지는 방향으로 상대 운동 가능하도록 형성될 수 있다.
상기 배열판은 상기 스위칭 소자를 둘러 싸면서 상기 스위칭 소자의 두께 방향으로 돌출되는 격벽을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 소자는 복수로 형성되고, 상기 복수의 스위칭 소자는 복렬로 마주보게 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명은, 전동 압축기의 복수의 소자가 실장되는 기판과 스위칭 소자가 배치되는 프레임을 갖는 인버터의 상기 프레임에 고정되는 제1 더미 플레이트; 및 상기 제1 더미 플레이트와 체결되어 상기 스위칭 소자에 접촉되며 상기 스위칭 소자 및 상기 복수의 소자를 고정 및 방열시키는 제2 더미 플레이트;를 포함하는 인버터 제조장치를 제공한다.
상기 제2 더미 플레이트는 방열판을 포함하고, 상기 방열판은 상기 제2 더미 플레이트가 상기 제1 더미 플레이트에 체결될 때 상기 스위칭 소자에 접촉되게 형성될 수 있다.
상기 프레임은 지지판, 상기 스위칭 소자가 배열되는 배열판 및 상기 지지판과 상기 배열판을 연결하는 연결 바를 포함하고, 상기 방열판은 상기 제2 더미 플레이트가 상기 제1 더미 플레이트에 체결될 때 상기 스위칭 소자를 눌러 상기 지지판에 대한 상기 배열판의 상대적 위치를 변화시키고 상기 연결 바의 복원력으로 상기 스위칭 소자에 밀착되게 형성될 수 있다.
상기 프레임은 상기 하우징과 체결되는 체결 홀을 포함하고, 상기 제1 더미 플레이트는 상기 기판 측에 대향되는 제1 기저판 및 상기 제1 기저판으로부터 절곡되고 상기 인버터의 외주부를 둘러싸는 제1 측판을 포함하고, 상기 제1 기저판은 상기 체결 홀에 삽입되는 가이드 핀 및 납땜을 위해 상기 기판을 노출시키는 개구를 포함하고, 상기 제1 측판은 상기 제2 더미 플레이트와의 체결을 위한 고정구가 삽입되는 고정 홀을 포함할 수 있다.
상기 제1 측판은 복수의 상기 인버터를 동시에 납땜하기 위한 거치 핀이 삽입되는 거치 홀을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 더미 플레이트는, 상기 프레임 측에 대향되는 제2 기저판; 상기 제2 기저판으로부터 절곡되고 상기 제1 측판에 체결 가능한 제2 측판; 및 상기 제2 기저판에 설치되고 상기 방열 핀과 열 교환 가능한 히트 싱크; 를 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭 소자는 복수로 형성되고, 상기 방열판은 상기 스위칭 소자와 동일 개수로 형성되며, 상기 제2 더미 플레이트는 복수의 상기 방열판을 서로 절연시키는 절연 브라켓을 포함할 수 있다.
상기 제2 더미 플레이트는 상기 히트 싱크를 복수의 상기 방열판과 절연시키는 절연지를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 상기 인버터 제조장치의 가이드 핀을 상기 프레임의 체결 홀에 삽입하며 상기 인버터를 상기 제1 더미 플레이트에 안착시키는 제1 준비 단계; 상기 제2 더미 플레이트를 상기 제1 더미 플레이트와 체결시켜, 상기 인버터의 소자를 고정하고, 상기 소자를 상기 제2 더미 플레이트의 방열판과 연결하는 제2 준비 단계; 상기 소자를 납땜하는 납땜 단계; 및 상기 인버터를 상기 인버터 제조장치로부터 인출하는 인출 단계;를 포함하는 인버터 제조방법을 제공한다.
상기 납땜 단계와 상기 인출 단계 사이에 상기 소자의 정상 작동 여부를 검사하는 검사 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 준비 단계와 상기 납땜 단계 사이에 상기 인버터와 상기 인버터 제조장치 사이 조립체를 팰릿에 안착시키는 제3 준비 단계;를 더 포함하고, 상기 납땜 단계는 복수의 상기 조립체가 상기 팰릿에 안착되면 상기 팰릿에 안착된 복수의 상기 조립체의 소자를 동시에 납땜할 수 있다.
본 발명에 의한 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법의 경우, 전동 압축기의 인버터는 복수의 소자가 실장되는 기판 및 상기 기판과 체결되는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 지지판, 상기 지지판으로부터 상기 기판을 향해 돌출되는 측판부, 상기 기판과 연결되는 스위칭 소자가 배열되는 배열판 및 상기 지지판과 상기 배열판을 연결하는 연결 바를 포함하고, 인버터 제조장치는 상기 프레임에 고정되는 제1 더미 플레이트 및 상기 제1 더미 플레이트와 체결되어 상기 스위칭 소자에 접촉되며 상기 복수의 소자 및 상기 스위칭 소자를 고정 및 방열시키는 제2 더미 플레이트를 포함하고, 인버터 제조방법은 상기 인버터를 상기 제1 더미 플레이트에 안착시키는 단계, 상기 제2 더미 플레이트를 상기 제1 더미 플레이트와 체결시켜 상기 복수의 소자 및 상기 스위칭 소자를 고정하고 상기 스위칭 소자를 상기 제2 더미 플레이트의 방열판과 연결하는 단계, 상기 복수의 소자를 납땜하는 단계를 포함함에 따라, 상기 복수의 소자가 사전에 결정된 위치로부터 이탈되는 것이 방지되어 납땜 불량이 방지될 수 있다.
또한, 상기 복수의 소자 및 상기 스위칭 소자에 인가되는 열이 상기 제2 더미 플레이트에 의해 방열됨에 따라, 납땜에 의한 열로 상기 상기 스위칭 소자가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 스위칭 소자에서 발열되는 열이 상기 제2 더미 플레이트에 의해 방열됨에 따라, 상기 복수의 소자 및 상기 스위칭 소자의 정상 작동 여부를 검사할 때 상기 스위칭 소자의 발열로 상기 인버터가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 제2 더미 플레이트는 상기 인버터가 상기 전동 압축기에 장착될 때와 동등 수준의 응력이 납땜 시에도 상기 복수의 소자 및 상기 스위칭 소자에 인가되도록 상기 인버터를 누름에 따라, 상기 복수의 소자 및 상기 스위칭 소자에 인가되는 응력의 차이점으로 인해 인버터가 전동 압축기에 장착된 후 상기 복수의 소자의 납땜 부위에 손상이 발생되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 전동 압축기용 인버터를 프레임 측에서 도시한 평면도,
도 3은 도 1의 전동 압축기용 인버터를 납땜하는데 이용되는 인버터 제조장치 중 제1 더미 플레이트를 도시한 정면도,
도 4는 도 1의 전동 압축기용 인버터를 납땜하는데 이용되는 인버터 제조장치 중 제2 더미 플레이트를 도시한 정면도,
도 5는 도 4의 배면도,
도 6은 도 3의 제1 더미 플레이트에 도 1의 전동 압축기용 인버터가 안착된 상태를 도시한 사시도,
도 7은 도 6의 인버터가 안착된 제1 더미 플레이트에 도 4 및 도 5의 제2 더미 플레이트가 체결된 상태를 도시한 사시도,
도 8은 도 7의 하면도,
도 9는 도 3 내지 도 5의 인버터 제조장치를 이용하여 도 1의 전동 압축기용 인버터를 납땜하는 과정 중 인버터를 제1 더미 플레이트에 안착시키는 단계를 도시한 단면도,
도 10은 도 9의 다음 단계로서 제2 더미 플레이트를 제1 더미 플레이트에 체결하는 단계를 도시한 단면도,
도 11은 도 10의 다음 단계로서 복수의 인버터와 인버터 제조장치 사이 조립체를 펠릿에 안착시키는 단계를 도시한 단면도,
도 12는 도 11의 다음 단계로서 납땜하는 단계를 도시한 단면도,
도 13은 도 12의 다음 단계로서 펠릿으로부터 조립체를 인출한 후 소자의 정상 작동 여부를 검사하는 단계를 도시한 단면도,
도 14는 도 13의 다음 단계로서 인버터를 인버터 제조장치로부터 인출하는 단계를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 전동 압축기용 인버터를 프레임 측에서 도시한 평면도이고, 도 3은 도 1의 전동 압축기용 인버터를 납땜하는데 이용되는 인버터 제조장치 중 제1 더미 플레이트를 도시한 정면도이고, 도 4는 도 1의 전동 압축기용 인버터를 납땜하는데 이용되는 인버터 제조장치 중 제2 더미 플레이트를 도시한 정면도이고, 도 5는 도 4의 배면도이고, 도 6은 도 3의 제1 더미 플레이트에 도 1의 전동 압축기용 인버터가 안착된 상태를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 인버터가 안착된 제1 더미 플레이트에 도 4 및 도 5의 제2 더미 플레이트가 체결된 상태를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 하면도이며, 도 9 내지 도 14는 도 3 내지 도 5의 인버터 제조장치를 이용하여 도 1의 전동 압축기용 인버터를 납땜하는 과정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
여기서, 도 9는 인버터를 제1 더미 플레이트에 안착시키는 단계를 도시한 단면도이고, 도 10은 도 9의 다음 단계로서 제2 더미 플레이트를 제1 더미 플레이트에 체결하는 단계를 도시한 단면도이고, 도 11은 도 10의 다음 단계로서 복수의 인버터와 인버터 제조장치 사이 조립체를 펠릿에 안착시키는 단계를 도시한 단면도이고, 도 12는 도 11의 다음 단계로서 납땜하는 단계를 도시한 단면도이고, 도 13은 도 12의 다음 단계로서 펠릿으로부터 조립체를 인출한 후 소자의 정상 작동 여부를 검사하는 단계를 도시한 단면도이며, 도 14는 도 13의 다음 단계로서 인버터를 인버터 제조장치로부터 인출하는 단계를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기(100)는, 하우징(110), 상기 하우징(110)의 내부공간에 구비되고 동력을 발생시키는 모터(120), 상기 모터(120)로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기구(130) 및 상기 모터(120)를 제어하는 인버터(140)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(110)은 상기 모터(120)가 수용되는 모터 수용공간을 갖는 모터 하우징(112), 상기 모터 하우징(112)의 일측에 결합되고 상기 압축기구(130)가 수용되는 프론트 하우징(114), 상기 모터 하우징(112)의 타측에 결합되고 상기 인버터(140)가 수용되는 리어 하우징(116) 및 상기 리어 하우징(116)에 결합되고 상기 인버터(140)를 복개하는 인버터 커버(118)를 포함할 수 있다.
상기 모터(120)는 상기 모터 하우징(112)의 내부에 고정되는 고정자(122), 상기 고정자(122)의 내부에 위치하고 상기 고정자(122)와의 상호작용에 의해 회전되는 회전자(124) 및 상기 회전자(124)에 결합되어 상기 회전자(124)와 함께 회전되는 회전축(126)을 포함할 수 있다.
상기 압축기구(130)는 고정 설치되는 고정 스크롤(132) 및 상기 고정 스크롤(132)에 치합되어 압축실을 형성하고 상기 회전축(126)에 연동되어 선회운동되는 선회 스크롤(134)을 포함할 수 있다. 여기서, 본 실시예의 경우 상기 압축기구(130)는 소위 스크롤식으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니고 왕복동식, 베인 로터리 방식 등 다른 형태로 형성될 수 있다.
상기 인버터(140)는, 도 2, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 인버터 제어에 필요한 복수의 소자(141)가 실장되는 기판(142) 및 상기 기판(142)과 체결되는 프레임(144)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 인버터(140)는 상기 기판(142)에 상기 복수의 소자(141)가 배열되고 상기 프레임(144)이 상기 기판(142)에 조립된 후 예를 들어 셀렉티브 솔더링(selective soldering) 공법에 의해 상기 복수의 소자(141)가 납땜되어 형성되는데, 납땜 불량 및 납땜된 소자에 손상이 발생되는 것이 방지되도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 프레임(144)은 상기 모터(120)가 구비된 위치에 대응되는 위치에 배치되는 원반부(C) 및 상기 원반부(C)로부터 돌출되는 돌출부(P)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 프레임(144)은 상기 기판(142)에 대향되는 지지판(144a), 상기 기판(142)과 연결되는 스위칭 소자(예를 들어, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), IPM(Intelligent Power Module) 등)(144d)가 배열되는 배열판(144c) 및 상기 지지판(144a)과 상기 배열판(144c)을 연결하는 연결 바(144b) 및 상기 지지판(144a)으로부터 상기 기판(142) 측으로 돌출되는 측판부(144e)를 포함할 수 있다.
상기 지지판(144a)은 상기 원반부(C)의 영역과 상기 돌출부(P)의 영역 모두에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 지지판(144a) 중 상기 원반부(C)의 영역의 중앙부에 상기 배열판(144c)이 수용되는 절개구(144aa)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 지지판(144a)은 예를 들어 커패시터, 콘덴서와 같은 필터 소자(141a)가 배치되는 필터 수납부(144ac)를 포함하고, 상기 필터 수납부(144ac)는 상기 지지판(144a) 중 상기 돌출부(P)의 영역에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 지지판(144a)은 강도 향상을 위한 복수의 리브(144ad)를 포함하고, 상기 복수의 리브(144ad)는 강도 향상 극대화를 위해 허니컴 구조로 형성될 수 있다.
상기 배열판(144c)은 상기 절개구(144aa)에 수용되면서 상기 지지판(144a)과 이격되는 판형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 배열판(144c)은 상기 스위칭 소자(144d)를 둘러 싸면서 상기 스위칭 소자(144d)의 두께 방향으로 돌출되는 격벽(144ca)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 배열판(144c)은 온도가 낮은 흡입 냉매가 유동하는 모터 측에 배치되는 상기 원반부(C)의 영역에 형성됨에 따라, 발열이 심한 상기 스위칭 소자(144d)와 모터 하우징의 차가운 냉매 사이 열 교환을 이용하여 상기 스위칭 소자(144d)를 원활하게 방열시킬 수 있다.
상기 연결 바(144b)는 상기 지지판(144a)과 상기 배열판(144c) 사이 이격공간을 가로질러 상기 지지판(144a)으로부터 상기 배열판(144c)까지 연장 형성될 수 있다. 즉, 상기 연결 바(144b)의 일단은 상기 지지판(144a)에 연결되고, 상기 연결 바(144b)의 타단은 상기 배열판(144c)에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 연결 바(144b)는 복수로 형성되고, 상기 복수의 연결 바(144b)는 상기 배열판(144c)의 외주부를 따라 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 연결 바(144b) 중 하나는 일단이 상기 필터 수납부(144ac)에 연결되고 타단이 상기 배열판(144c)에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 연결 바(144b)는 상기 배열판(144c)이 상기 지지판(144a)을 기준으로 상기 기판(142)에 멀어지고 가까워지는 방향으로 상대 운동 가능하도록 탄성 재질로 형성될 수 있다.
상기 측판부(144e)는 외주부에 상기 복수의 소자(141)가 납땜될 때에는 상기 인버터(140)를 고정시키기 위한 후술할 인버터 제조장치(200)의 가이드 핀(212aa)이 삽입되고 상기 복수의 소자(141)가 납땜된 이후에는 상기 인버터(140)를 상기 하우징(110)에 체결시키기 위한 고정구가 삽입되는 체결 홀(144g)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 체결 홀(144g)은 상기 인버터(140)가 상기 하우징(110)에 안정적으로 체결되도록 복수로 형성되고, 후술할 가이드 핀(212aa)은 상기 인버터(140)가 후술할 인버터 제조장치(200)에 안정적으로 지지되도록 상기 복수의 체결 홀(144g)과 동일 개수로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 측판부(144e)는 상기 기판(142)과 체결되는 후크(144f)를 포함하고, 상기 후크(144f)는 상기 측판부(144e)의 일부가 절개되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 후크(144f)는 상기 기판(142)과 상기 프레임(144)이 안정적으로 조립되도록 복수로 형성되고, 상기 복수의 후크(144f)는 상기 기저판의 외주부를 따라 배열될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 인버터 제조장치(200)는, 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)를 고정 및 방열시키기 위한 제1 인버터 제조장치(210) 및 상기 제1 인버터 제조장치(210)를 거치하기 위한 제2 인버터 제조장치(220)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 상기 제1 인버터 제조장치(210)는, 상기 인버터(140)와 체결되는 제1 더미 플레이트(212) 및 상기 제1 더미 플레이트(212)와 체결되어 상기 스위칭 소자(144d)에 접촉되며 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)를 고정 및 방열시키는 제2 더미 플레이트(214)를 포함할 수 있다.
상기 제1 더미 플레이트(212)는, 상기 기판(142) 측에 대향되는 제1 기저판(212a) 및 상기 제1 기저판(212a)으로부터 절곡되고 상기 인버터(140)의 외주부를 감싸는 제1 측판(212b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 기저판(212a)은, 상기 체결 홀(144g)에 삽입되는 가이드 핀(212aa) 및 납땜을 위해 상기 기판(142)을 노출시키는 개구(212ab)를 포함할 수 있다.
상기 제1 측판(212b)은 상기 제1 더미 플레이트(212)와 상기 제2 더미 플레이트(214)를 체결시키기 위한 고정구가 삽입되는 제1 고정 홀(212ba)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 측판(212b)은 상기 제2 인버터 제조장치(220)의 후술할 거치 핀(222)이 삽입되는 거치 홀(212bb)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 더미 플레이트(214)는, 상기 프레임(144) 측에 대향되는 제2 기저판(214a), 상기 제2 기저판(214a)으로부터 절곡되고 상기 제1 측판(212b)에 체결 가능한 제2 측판(214b), 상기 제2 기저판(214a)에 설치되는 히트 싱크(214c) 및 상기 히트 싱크(214c)와 열 교환 가능한 방열판(214d)을 포함할 수 있다.
상기 제2 기저판(214a)은, 상기 히트 싱크(214c)가 삽입되는 히트 싱크 설치 홀(214aa), 상기 인버터(140)를 전원과 연결하기 위한 전기 핀과의 간섭을 회피하기 위한 제1 간섭 회피 홀(214ab) 및 상기 필터 소자(141a) 및 코일과의 간섭을 회피하기 위한 제2 간섭 회피 홀(214ac)을 포함할 수 있다.
상기 제2 측판(214b)은, 상기 제1 더미 플레이트(212)와 상기 제2 더미 플레이트(214)를 체결시키기 위한 고정구가 삽입되는 제2 고정 홀(214ba)을 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크(214c)는 도전성 재질로 형성되고, 상기 제2 기저판(214a)을 관통하는 방열 핀 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 히트 싱크(214c)는 제조 공정에서 간섭을 회피하기 위하여 도 7에 도시된 바와 같이 높이가 낮은 영역과 높이가 높은 영역을 포함할 수 있다.
상기 방열판(214d)은 도전성 재질로 형성되고, 상기 제2 더미 플레이트(214)가 상기 제1 더미 플레이트(212)에 체결될 때 상기 스위칭 소자(144d)를 누르면서 접촉되게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 방열판(214d)은, 상기 스위칭 소자(144d)가 상기 방열판(214d)에 의해 눌리는 정도와 상기 인버터(140)가 상기 하우징(110)에 장착된 후 상기 스위칭 소자(144d)가 상기 하우징(110)에 의해 눌리는 정도가 서로 동등 수준이 되도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 스위칭 소자(144d)는 복수로 형성되고, 상기 복수의 스위칭 소자(144d)는 복렬로 마주보게 배치되며, 상기 방열판(214d)은 상기 복수의 스위칭 소자(144d)에 대응되도록 상기 복수의 스위칭 소자(144d)와 동일 개수로 형성되고, 상기 복수의 방열판(214d)는 복렬로 마주보게 배치되는데, 이때 상기 복수의 방열판(214d) 사이 절연이 필요할 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 더미 플레이트(214)는, 상기 복수의 방열판(214d)이 서로 직접적으로 연결되지 않도록, 상기 복수의 방열판(214d)을 서로 이격시키는 절연 브라켓(214e)을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 더미 플레이트(214)는, 상기 복수의 방열판(214d)이 상기 히트 싱크(214c)를 통해 서로 간접적으로 연결되지 않도록, 상기 히트 싱크(214c)를 상기 복수의 방열판(214d)과 절연시키는 절연지(214f)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 절연지(214f)는, 상기 복수의 방열판(214d)과 상기 히트 싱크(214c) 사이 절연 기능을 수행할 뿐만 아니라, 접촉면 사이 에어 갭(air gap)을 제거하여 상기 복수의 방열판(214d)과 상기 히트 싱크(214c) 사이 열 전달율을 향상시키는 기능을 수행할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제2 인버터 제조장치(220)는 복수의 상기 인버터(140)가 상기 제2 인버터 제조장치(220)에 안착되어 동시에 납땜 가능하도록 소위 팰릿 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 인버터 제조장치(220)는 상기 거치 홀(212bb)에 삽입되는 거치 핀(222)을 포함하고, 상기 거치 핀(222)은 복수로 형성되며, 상기 복수의 거치 핀(222) 중 일부는 상기 복수의 인버터(140) 중 한 인버터와 체결된 제1 인버터 제조장치의 거치 홀에 삽입되고, 상기 복수의 거치 핀(222) 중 일부는 상기 복수의 인버터 중 다른 인버터와 체결된 제1 인버터 제조장치의 거치 홀에 삽입되도록 형성될 수 있다.
이러한 구성에 따른 상기 인버터 제조장치(200)는 도 9 내지 도 14에 도시된 바와 같이 상기 인버터(140)의 납땜에 이용될 수 있다. 즉, 상기 복수의 소자(141)는 상기 인버터 제조장치(200)에 의해 도 9 내지 도 14에 도시된 인버터 제조방법에 따라 납땜될 수 있다.
구체적으로, 상기 기판(142)에 상기 복수의 소자(141)가 배열되고, 상기 프레임(144)에 상기 스위칭 소자(144d)가 배열된 후, 상기 기판(142)과 상기 프레임(144)이 조립될 수 있다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 핀(212aa)이 상기 체결 홀(144g)에 삽입되며 상기 인버터(140)가 상기 제1 더미 플레이트(212)에 안착될 수 있다.
그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제2 더미 플레이트(214)가 상기 제1 더미 플레이트(212)에 체결될 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 소자(144d)가 상기 방열판(214d)에 의해 눌리게 되고, 상기 스위칭 소자(144d)와 함께 상기 배열판(144c)이 상기 지지판(144a)을 기준으로 상기 기판(142) 측으로 이동될 수 있다. 즉, 상기 연결 바(144b)가 변형되며 상기 지지판(144a)에 대한 상기 배열판(144c)의 상대적 위치가 변화될 수 있다. 이에 의하여, 상기 복수의 소자(141)가 상기 배열판(144c)에 가압되며 상기 기판(142) 상 사전에 결정된 위치에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 연결 바(144b)의 복원력으로 인해 상기 스위칭 소자(144d)와 상기 방열판(214d)은 밀착되며 열적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 소자(141)는 상기 스위칭 소자(144d)를 통해 상기 방열판(214d)과 열적으로 연결될 수 있다.
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 인버터(140)와 상기 제1 인버터 제조장치(210) 사이 조립체(이하, 조립체)가 상기 제2 인버터 제조장치(220)에 안착될 수 있다.
여기서, 상기 조립체가 복수로 준비되고, 상기 복수의 조립체가 하나의 상기 제2 인버터 제조장치(220)에 안착될 수 있다.
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 조립체의 복수의 소자(141)가 납땜장치(300)에 의해 동시에 납땜될 수 있다.
여기서, 동시에 납땜된다는 것은 상기 복수의 조립체의 상기 복수의 소자(141)가 모두 동시에 납땜되는 것을 의미할 수도 있지만, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 복수의 조립체 중 임의의 조립체의 상기 복수의 소자(141) 중 일부가 이에 대응되는 상기 복수의 조립체 중 다른 조립체의 상기 복수의 소자(141) 중 일부와 함께 납땜되는 것을 의미할 수도 있다.
납땜이 완료된 이후에는, 상기 복수의 조립체가 상기 제2 인버터 제조장치(220)로부터 탈거될 수 있다.
그리고, 도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 상기 조립체는 상기 전기 핀을 통해 테스터(400)에 연결되어 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)의 정상 작동 여부 등의 성능 검사를 받을 수 있다.
그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 각각의 상기 조립체는 상기 제2 더미 플레이트(214)가 상기 제1 더미 플레이트(212)와 분리되고 상기 인버터(140)가 상기 제1 더미 플레이트(212)로부터 인출될 수 있다. 즉, 상기 인버터(140)가 상기 인버터 제조장치(200)로부터 탈거되며 인버터(140)의 납땜이 완료될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 전동 압축기(100), 인버터 제조장치(200) 및 인버터 제조방법에 있어서는, 상기 전동 압축기(100)의 인버터(140)가 상기 체결 홀(144g)을 포함하고, 상기 체결 홀(144g)은 상기 인버터(140)의 제조 시에는 상기 제1 인버터 제조장치(210)와 체결되고 상기 인버터(140)의 제조 후에는 상기 하우징(110)과 체결되게 형성되고, 상기 제1 인버터 제조장치(210)는 상기 체결 홀(144g)에 삽입되는 가이드 핀(212aa)을 갖는 상기 제1 더미 플레이트(212) 및 상기 제1 더미 플레이트(212)와 체결되며 상기 인버터(140)에 접촉되는 제2 더미 플레이트(214)를 포함하고, 상기 인버터 제조방법은 상기 인버터(140)를 상기 제1 더미 플레이트(212)에 안착시키는 단계, 상기 제2 더미 플레이트(214)를 상기 제1 더미 플레이트(212)와 체결시켜 상기 복수의 소자(141)를 고정하고 상기 복수의 소자(141)와 상기 스위칭 소자(144d)를 상기 제2 더미 플레이트(214)의 방열판(214d)과 연결하는 단계, 상기 복수의 소자(141)를 납땜하는 단계를 포함함에 따라, 상기 복수의 소자(141)가 사전에 결정된 위치로부터 이탈되는 것이 방지되어 납땜 불량이 방지될 수 있다.
또한, 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)가 상기 방열판(214d)과 열적으로 연결되고, 상기 방열판(214d)이 상기 히트 싱크(214c)와 열적으로 연결됨에 따라, 납땜 과정에서 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)에 인가되는 열이 상기 방열판(214d) 및 상기 히트 싱크(214c)를 통해 방열될 수 있다. 이에 의하여, 납땜에 의한 열로 상기 스위칭 소자(144d)가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 인버터(140)와 상기 제1 인버터 제조장치(210)가 조립된 상태에서 성능 검사를 받음에 따라, 성능 검사 과정에서 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)가 작동되며 발생되는 열이 상기 방열판(214d) 및 상기 히트 싱크(214c)를 통해 방열될 수 있다. 이에 의하여, 성능 검사 시 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)(특히, 발열이 심한 스위칭 소자(144d))의 발열로 상기 인버터(140)가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 인버터(140)의 프레임(144)은 상기 지지판(144a), 상기 배열판(144c) 및 상기 연결 바(144b)를 포함하고, 상기 제1 인버터 제조장치(210)는 상기 방열판(214d)이 상기 스위칭 소자(144d)를 눌러 상기 배열판(144c)을 상기 기판(142) 측으로 이동시키도록 형성됨에 따라, 상기 방열판(214d)과 상기 스위칭 소자(144d)가 서로 밀착될 수 있다. 이에 의하여, 상기 방열판(214d)과 상기 스위칭 소자(144d) 사이 열 전달이 안정적이고 원활하게 이루질 수 있다.
또한, 상기 방열판(214d)이 상기 스위칭 소자(144d)를 누르는 정도는 상기 인버터(140)가 상기 하우징(110)에 장착될 때 상기 하우징(110)이 상기 스위칭 소자(144d)를 누르는 정도와 동등 수준이 되도록 설정됨에 따라, 납땜 시 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)에 인가되는 응력과 납땜 후(인버터(140)가 하우징(110)에 장착된 후) 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)에 인가되는 응력과 동등 수준이 될 수 있다. 이에 의하여, 상기 복수의 소자(141) 및 상기 스위칭 소자(144d)에 인가되는 응력의 차이점으로 인해 상기 복수의 소자(141)의 납땜 부위에 손상이 발생되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 복수의 인버터(140)가 동시에 납땜되어 생산성이 향상되도록 하나의 상기 제2 인버터 제조장치(220)에 복수의 상기 조립체가 안착되도록 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 하나의 상기 제2 인버터 제조장치(220)에 하나의 상기 조립체가 안착되어 납땜될 수도 있고, 상기 조립체가 상기 제2 인버터 제조장치(220)에 안착되지 않고 바로 납땜될 수도 있다.
한편, 본 실시예의 경우 복수의 상기 조립체가 상기 제2 인버터 제조장치(220)로부터 탈거된 후 각각 성능 검사를 받지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 복수의 상기 조립체가 상기 제2 인버터 제조장치(220)에 안착된 상태에서 성능 검사를 받은 후 상기 제2 인버터 제조장치(220)로부터 탈거될 수도 있다.

Claims (19)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되는 모터;
    상기 모터로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기구; 및
    상기 모터를 제어하는 인버터;를 포함하고,
    상기 인버터는 복수의 소자가 실장되는 기판 및 상기 기판과 체결되는 프레임을 포함하고,
    상기 프레임은 지지판, 상기 지지판으로부터 상기 기판을 향해 돌출되는 측판부, 상기 기판과 연결되는 스위칭 소자가 배열되는 배열판 및 상기 지지판과 상기 배열판을 연결하는 연결 바를 포함하는 전동 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측판부에는 상기 하우징과 체결되는 체결 홀이 형성되는 전동 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지판과 상기 배열판은 서로 이격되게 형성되고, 상기 연결 바의 일단은 상기 지지판에 연결되고, 상기 연결 바의 타단은 상기 배열판에 연결되는 전동 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결 바는 복수로 형성되고, 상기 복수의 연결 바는 상기 배열판의 외주부를 따라 배치되는 전동 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지판은 필터 소자(141a)가 배치되는 필터 수납부를 포함하고, 상기 복수의 연결 바 중 하나는 일단이 상기 지지판의 필터 수납부에 연결되고 타단이 상기 배열판에 연결되는 전동 압축기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 연결 바는 상기 배열판이 상기 지지판을 기준으로 상기 기판에 멀어지고 가까워지는 방향으로 상대 운동 가능하도록 형성되는 전동 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배열판은 상기 스위칭 소자를 둘러 싸면서 상기 스위칭 소자의 두께 방향으로 돌출되는 격벽을 포함하는 전동 압축기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 복수로 형성되고, 상기 복수의 스위칭 소자는 복렬로 마주보게 배치되는 전동 압축기.
  9. 전동 압축기의 복수의 소자가 실장되는 기판과 스위칭 소자가 배치되는 프레임을 갖는 인버터의 상기 프레임에 고정되는 제1 더미 플레이트; 및
    상기 제1 더미 플레이트와 체결되어 상기 스위칭 소자에 접촉되며 상기 스위칭 소자 및 상기 복수의 소자를 고정 및 방열시키는 제2 더미 플레이트;를 포함하는 인버터 제조장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 더미 플레이트는 방열판을 포함하고,
    상기 방열판은 상기 제2 더미 플레이트가 상기 제1 더미 플레이트에 체결될 때 상기 스위칭 소자에 접촉되게 형성되는 인버터 제조장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프레임은 지지판, 상기 스위칭 소자가 배열되는 배열판 및 상기 지지판과 상기 배열판을 연결하는 연결 바를 포함하고,
    상기 방열판은 상기 제2 더미 플레이트가 상기 제1 더미 플레이트에 체결될 때 상기 스위칭 소자를 눌러 상기 지지판에 대한 상기 배열판의 상대적 위치를 변화시키고 상기 연결 바의 복원력으로 상기 스위칭 소자에 밀착되게 형성되는 인버터 제조장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 하우징과 체결되는 체결 홀을 포함하고,
    상기 제1 더미 플레이트는 상기 기판 측에 대향되는 제1 기저판 및 상기 제1 기저판으로부터 절곡되고 상기 인버터의 외주부를 둘러싸는 제1 측판을 포함하고,
    상기 제1 기저판은 상기 체결 홀에 삽입되는 가이드 핀 및 납땜을 위해 상기 기판을 노출시키는 개구를 포함하고,
    상기 제1 측판은 상기 제2 더미 플레이트와의 체결을 위한 고정구가 삽입되는 고정 홀을 포함하는 인버터 제조장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 측판은 복수의 상기 인버터를 동시에 납땜하기 위한 거치 핀이 삽입되는 거치 홀을 더 포함하는 인버터 제조장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 더미 플레이트는,
    상기 프레임 측에 대향되는 제2 기저판;
    상기 제2 기저판으로부터 절곡되고 상기 제1 측판에 체결 가능한 제2 측판; 및
    상기 제2 기저판에 설치되고 상기 방열핀과 열 교환 가능한 히트 싱크; 를 더 포함하는 인버터 제조장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 복수로 형성되고,
    상기 방열판은 상기 스위칭 소자와 동일 개수로 형성되며,
    상기 제2 더미 플레이트는 복수의 상기 방열판을 서로 절연시키는 절연 브라켓을 포함하는 인버터 제조장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 더미 플레이트는 상기 히트 싱크를 복수의 상기 방열판과 절연시키는 절연지를 포함하는 인버터 제조장치.
  17. 전동 압축기의 인버터에 고정되는 제1 더미 플레이트 및 상기 제1 더미 플레이트와 체결되어 상기 인버터에 접촉되며 상기 인버터의 소자를 고정 및 방열시키는 제2 더미 플레이트를 갖는 인버터 제조장치의 가이드 핀을 상기 인버터의 프레임의 체결 홀에 삽입하며 상기 인버터를 상기 제1 더미 플레이트에 안착시키는 제1 준비 단계;
    상기 제2 더미 플레이트를 상기 제1 더미 플레이트와 체결시켜, 상기 인버터의 소자를 고정하고, 상기 소자를 상기 제2 더미 플레이트의 방열판과 연결하는 제2 준비 단계;
    상기 소자를 납땜하는 납땜 단계; 및
    상기 인버터를 상기 인버터 제조장치로부터 인출하는 인출 단계;를 포함하는 인버터 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 납땜 단계와 상기 인출 단계 사이에 상기 소자의 정상 작동 여부를 검사하는 검사 단계를 더 포함하는 인버터 제조방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 준비 단계와 상기 납땜 단계 사이에 상기 인버터와 상기 인버터 제조장치 사이 조립체를 팰릿에 안착시키는 제3 준비 단계;를 더 포함하고,
    상기 납땜 단계는 복수의 상기 조립체가 상기 팰릿에 안착되면 상기 팰릿에 안착된 복수의 상기 조립체의 소자를 동시에 납땜하는 것을 특징으로 하는 인버터 제조방법.
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