WO2024136109A1 - 전동 압축기 - Google Patents

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윤영섭
윤제수
안혜림
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    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • This embodiment relates to an electric compressor, and more specifically, to an electric compressor whose insulation performance can be improved by changing the structure of the terminal portion.
  • This air conditioning system includes a compressor that compresses the low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant drawn from the evaporator into high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant and sends it to the condenser.
  • Compressors applied to such vehicles include mechanical compressors that are driven by receiving the driving force of the engine and electric compressors that use motors driven by electricity. Recently, as the electronics in automobiles accelerate, the use of electric compressors is increasing.
  • compressors include a reciprocating type that compresses the refrigerant according to the reciprocating motion of the piston, and a rotary type that performs compression while rotating the piston.
  • the reciprocating type includes the crank type, which uses a crank to transmit power to a plurality of pistons, and the swash plate type, which uses a rotating shaft with a swash plate installed.
  • the rotary type includes the vane rotary type, which uses a rotating rotary shaft and vanes.
  • scroll types that use orbital scrolls and fixed scrolls.
  • inverter-type compressors that can vary the operating speed of the motor is being actively conducted.
  • the inverter is mounted on the outer peripheral surface or one side of the casing, and the inverter is electrically connected to the motor provided inside the casing using terminals and bus bars penetrating the casing.
  • the inverter unit provided in a conventional electric compressor will be described.
  • a conventional inverter-integrated electric compressor includes a driving unit (not shown) and a compression unit (not shown) disposed inside a main housing (not shown), and an inverter unit disposed inside the inverter housing on one side of the main housing. Includes.
  • the inverter casing is provided with a bus bar
  • the driving unit is provided with a terminal unit including a terminal pin, so that the driving unit and the inverter unit are electrically connected. That is, the terminal unit is electrically connected to the inverter unit via a bus bar.
  • Such a conventional inverter-integrated electric compressor has the problem that the unnecessary dead volume of the inverter unit increases due to the bus bar, the number and quantity of parts increase by using both the bus bar and terminal unit, and the complexity of the assembly process increases. It was triggered.
  • the terminal pin provided in the terminal unit is formed in a cylindrical shape, so the separation distance for insulation must inevitably increase as the voltage increases, causing the problem of increasing the overall packaging volume.
  • the terminal pin is not easy to manufacture in a cylindrical shape and sealing is difficult, and when using the bus bar, the bus bar is arranged to protrude from the inverter unit in the direction of the driving unit, causing disadvantages in height reduction, so countermeasures are needed. It has been done.
  • Embodiments of the present invention seek to provide an electric compressor with improved electrical insulation between the printed circuit board and the terminal by changing the structure of the terminal portion.
  • An electric compressor includes a housing; a motor unit provided within the housing; A compression unit driven by the motor unit; an inverter unit coupled to one side of the housing and controlling the operation of the motor unit; It includes a terminal unit electrically connecting the motor unit and the inverter unit, wherein the terminal unit includes a plurality of terminal units; a terminal holder to which the terminal portions are coupled at predetermined intervals; And the plurality of terminal units are characterized in that surfaces facing each other are flat.
  • the terminal portion is characterized in that the cross-section is square.
  • the terminal portion is characterized by a plate material having a predetermined thickness extending in the longitudinal direction.
  • the extended end of the terminal portion includes one or more terminals that make electrical contact with the terminal portion to be coupled and electrically connected to a printed circuit board.
  • a plurality of terminal pins are formed in the terminal.
  • the terminal pins are characterized in that they are arranged side by side in the width direction of the terminal portion.
  • the terminal pin is characterized in that it is formed in a position parallel to the longitudinal direction of the terminal portion.
  • the terminal pin is characterized in that it is directly fixed to the printed circuit board.
  • the terminal holder is formed with an extension portion extending in the longitudinal direction of the terminal portion so as to protrude beyond the surface on which the terminal holder is formed.
  • the extension part is characterized in that the outer surface of the terminal part is covered with an insulating material in a predetermined section.
  • the terminal part is characterized in that it is made of metal or non-ferrous metal made of different materials.
  • An insulating layer for electrical insulation is formed on the outer surface of the terminal portion.
  • the insulating layer is characterized in that it is selected from silver plating or tin plating.
  • the terminal portion is inserted into the terminal holder and is provided with an insulating member surrounding it from the outside.
  • the insulating member is characterized in that it is molded by double injection together with the terminal holder.
  • the sealing performance of the terminal part is improved, and compared to the conventional cylindrical terminal part, the sealing area is increased and the manufacturing is easy.
  • connection structure between the terminal unit and the printed circuit board is simply improved, so the operator's workability and assembly efficiency are improved, and the weight and cost of manufacturing can be reduced.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a terminal holder according to this embodiment coupled to a terminal installed on a printed circuit board.
  • Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view of the terminal portion according to this embodiment.
  • 4 to 5 are diagrams showing the terminal holder of the terminal unit according to this embodiment.
  • Figure 6 is a diagram showing the terminal unit according to this embodiment installed on a printed circuit board and combined with the terminal unit.
  • a component is said to be “connected to” or “coupled to” another component when it is directly connected or coupled to another component or with an intervening other component. Includes all cases. On the other hand, when one component is referred to as “directly connected to” or “directly coupled to” another component, it indicates that there is no intervening other component. “And/or” includes each and every combination of one or more of the mentioned items.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another.
  • Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an electric compressor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing a terminal holder according to this embodiment coupled to a terminal installed on a printed circuit board.
  • 3 is a longitudinal cross-sectional view of the terminal portion according to this embodiment
  • Figures 4 and 5 are diagrams showing the terminal holder of the terminal unit according to this embodiment
  • Figure 6 shows the terminal unit according to this embodiment on the printed circuit board.
  • This is a drawing showing the installed state and the state combined with the terminal part.
  • the electric compressor includes a housing 100, a motor unit 200, a compression unit 300, an inverter unit 400, and the motor unit 200. ) and a terminal unit 500 that electrically connects the inverter unit 400.
  • the housing 100 forms the overall appearance of the electric compressor, and in this embodiment, it consists of a front housing 110 and a rear housing 120.
  • the motor unit 200 is provided in the front housing 110, and the compression unit 300 provides power to compress the refrigerant.
  • the motor unit 200 includes a rotor 240 coupled to a rotating shaft 220 rotatably installed at the center of the front housing 110, and a rotor 240 fixed to the front housing 110. It includes a stator 260 disposed on the radial outer side.
  • the stator 260 includes a stator core 262 and a coil 264 wound around the stator core 262.
  • the compression unit 300 is provided inside the rear housing 120, and includes an orbital scroll 320 coupled to the rotation axis 220 through an eccentric bush, and a space between the front housing 110 and the rear housing 120. It includes a fixed scroll 340 that is fixed to and forms a compression chamber in which the refrigerant is compressed together with the orbiting scroll 320.
  • the compression unit 300 is connected to the motor unit 200 through the rotation shaft 220, so that the rotational force generated in the motor unit 200 is transmitted to the orbiting scroll 320 of the compression unit by the rotation shaft 220. You can.
  • the inverter unit 400 is provided on the outside of the housing 100 and is coupled to the compression unit 300 on the opposite side with respect to the motor unit 200.
  • the inverter unit 400 is electrically connected to the motor unit 200 and applies power to the motor unit 200 and controls its operation through power and control signals transmitted from the outside.
  • stator 260 forms an electromagnetic field by the power applied from the inverter unit 400, and as the rotor 240 rotates by the electromagnetic field formed by the stator 260, the compression unit 300 Rotational force for driving is generated.
  • the inverter unit 400 is provided with a printed circuit board (P) provided with switching elements 440 (see FIG. 8), and is coupled to the housing 100 to accommodate the printed circuit board (P). 460).
  • P printed circuit board
  • switching elements 440 see FIG. 8
  • terminal unit 500 that electrically connects the motor unit 200 and the inverter unit 400 will be described in more detail.
  • the terminal unit 500 may include a terminal portion 520, a terminal holder 530, and a terminal 540.
  • the three terminal units 520 are each connected to the three-phase coil 264 of the stator 260 of the motor unit, and protrude from the inside of the housing 100 through the housing 100 into the inverter unit 400.
  • the terminal portion 520 is not formed in the form of a pin with a predetermined diameter as before, but has surfaces that face each other as flat surfaces.
  • the terminal portion 520 is made of a plate material having a predetermined thickness extending in the longitudinal direction and having a square cross-section.
  • the reason why the terminal portion 520 has a plate shape and a square cross-section is to ensure stable coupling with the terminal 540 and to increase the separation distance between the plurality of terminal portions 520 when they are installed in the terminal holder 530. This is to simultaneously improve electrical insulation and sealing performance and promote stable use even under high voltage conditions.
  • the terminal unit 500 can be used in a high-voltage vehicle or a high-voltage electric compressor, and the withstand voltage characteristics can be significantly improved.
  • the terminal portion 520 includes a terminal body 522 having a rectangular plate shape having a predetermined length and thickness and each being coupled to a plurality of terminal holders 530, and the terminal portion 520 and Terminals 540 are provided in corresponding numbers.
  • the terminal portion 520 includes a first round portion 524 whose end extending from the terminal body 522 toward the terminal 540 is formed in a streamlined shape, and both sides of the terminal body 522 in the longitudinal direction are formed in a streamlined shape. Includes a second round portion 526.
  • the terminal portion 520 has a first round portion 524 formed at the bottom of the terminal body 522 for stable insertion without jamming when inserted into the terminal 540, so that it can be inserted into the terminal 540. This can always be done consistently and stably.
  • terminal portion 520 When the terminal portion 520 is configured as above, contact safety when combined with the terminal 540 is improved and electrical connectivity can be maintained at a constant level.
  • the second round portion 526 is formed to be rounded with a predetermined curvature so as not to be bent at a right angle in the longitudinal direction of the terminal portion 520, thereby preventing concentration of electrical energy and enabling stable use.
  • the separation distance (L) between them is maintained as shown in the drawing, so the separation distance increases compared to the same voltage, and can be used stably even under high voltage conditions. there is.
  • the terminal body 522 has an overall appearance and includes a first terminal body portion 522a made of a first material, and a material different from the first terminal body portion 522a, and the first terminal body portion 522a is made of a different material from the first terminal body portion 522a. It includes a second terminal body portion 522b formed on the outer surface of 522a.
  • the terminal portion 520 is made of a medium material consisting of a first terminal body portion 522a and a second terminal body portion 522b to maintain stable electrical insulation performance.
  • first terminal body portion 522a and the second terminal body portion 522b may be made of different materials.
  • first terminal body 522a may be made of stainless steel
  • the second terminal body 522b may be made of an inorganic material.
  • the above-mentioned materials are limited for convenience of explanation and can be changed to other materials in various ways.
  • the first terminal body portion 522a is made of stainless steel to form the overall structure, and the second terminal body portion 522b is joined to the outer surface of the first terminal body portion 522a to form the terminal portion 520. do.
  • the terminal portion 520 when the terminal portion 520 is made of different materials, electrical insulation performance can be more stable than when it is made of a single material. Additionally, when used in a terminal unit 500 that maintains constant electrical insulation performance, more stable operation can be achieved. In addition, when installed and used in an electric compressor in which the terminal unit 500 is installed, a stable voltage can be maintained, thereby improving operational safety.
  • the second terminal body portion 522b is made of an inorganic material, electrical interference between the plurality of terminal portions 520 spaced apart from each other is minimized and stable insulation performance is maintained.
  • the electric compressor with the terminal unit 500 installed can be safely operated at a constant voltage, and can be used without its electrical insulation performance becoming unstable even when used at high voltage.
  • the terminal portion 520 has an insulating layer 521 for electrical insulation formed on the outer surface of the terminal body 522.
  • the terminal portion 520 may be manufactured through a plating process that first manufactures the terminal body 522 and then forms an insulating layer 521 on the outer surface.
  • the insulating layer 521 can maintain constant electrical insulation according to the separation distance between the terminal units 520, enabling stable operation under conditions where a specific voltage or high voltage is applied.
  • the terminal portion 520 is inserted into the terminal holder 530 and is provided with an insulating member 532 surrounding it from the outside.
  • the insulating member 532 is made of plastic resin or rubber, but can be changed to other materials.
  • the insulating member 532 can be molded by double injection together with the terminal holder 530 to provide insulation performance to the outside of the terminal holder 530.
  • the terminal units 520 are installed in the terminal 540, the distance between them is maintained and at the same time, stable insulation performance is maintained through the insulating layer 521, thereby maintaining stable operation of the electric compressor.
  • the terminal portion 520 When the terminal portion 520 is inserted into the terminal 540, the terminal portion 520 is inserted in a length direction as shown in the drawing toward the inside, so that it is not partially inserted into the terminal 540 but remains fully inserted. In this case, the safety of contact between the terminal portion 520 and the terminal 540 is improved, and electrical connectivity can be maintained at a constant level.
  • the terminal portion 520 is installed in the housing 100 after being coupled to the terminal holder 530.
  • the terminal portion 520 is electrically connected to the printed circuit board (P) when combined with the terminal 540 installed on the printed circuit board (P) of the inverter unit.
  • the terminal 540 is provided with a terminal pin 542 that is electrically connected to the printed circuit board (P), and the terminal pin 542 is fixed to the printed circuit board (P) by soldering or other fixing method. This comes true.
  • a plurality of terminal pins 542 are formed in the terminal 540, and the terminal pins 542 are arranged side by side in the width direction of the terminal portion 520.
  • terminal pin 542 is formed in a position parallel to the longitudinal direction of the terminal portion 520 and is directly fixed to the printed circuit board (P).
  • the terminal pin 542 is inserted into the through hole formed in the printed circuit board (P) and can be easily joined through a subsequent soldering process.
  • the terminal holder 530 has fastening holes 532 formed on the left and right ends, respectively, based on the drawing, and a fastening member 536 is inserted into the fastening hole 532 and fastened to the housing 100.
  • the terminal holder 530 has an extension part that extends in the longitudinal direction of the terminal part 520 to protrude beyond the surface on which the terminal holder 530 is formed for more reliable insulation and fixation when the terminal part 520 is inserted. (538) is formed.
  • the extension portion 538 can cover the outer surface of the terminal portion 520 with an insulating material in a predetermined section, thereby achieving stable insulation and fixation at the same time.
  • the terminal portion 520, the terminal holder 530, and the extension portion 538 are combined with the terminal 540 soldered to the printed circuit board (P). While being coupled to the housing 100 in a state, one end of the terminal portion 520 can be inserted into the terminal 540, thereby enabling simple electrical conduction of the motor and the printed circuit board (P) and simultaneously attaching the housing 100 to the housing 100. The combination can be carried out.

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Abstract

전동 압축기가 개시된다. 본 발명은 터미널의 돌출 높이가 감소되게 단자부와의 삽입에 따른 결합 안전성이 향상된 전동 압축기를 제공한다.

Description

전동 압축기
본 실시 예는 전동 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단자부의 구조를 변경하여 절연성능을 향상시킬 수 있는 전동 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조시스템이 구비된다. 이러한 공조시스템은 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.
이러한 자동차에 적용되는 압축기에는 엔진의 구동력을 전달받아 구동되는 기계식 압축기와 전기에 의하여 구동되는 모터를 이용한 전동식 압축기가 있으며, 최근에는 자동차 내에 전장화가 가속화되면서 전동식 압축기의 사용이 증가되고 있다.
한편, 압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
또한, 전동식 압축기에서는 모터의 운전 속도를 가변할 수 있는 인버터 방식의 압축기의 개발이 활발이 이루어지고 있다. 이러한 인버터 방식의 전동식 압축기는 인버터가 케이싱의 외주면 또는 일측면에 장착되고, 그 케이싱을 관통하는 터미널과 버스 바 등을 이용하여 인버터를 케이싱 내부에 구비된 모터와 전기적으로 연결하고 있다.
종래의 전동식 압축기에 구비된 인버터 유닛에 대해 설명하기로 한다.
종래의 인버터 일체형 전동식 압축기는 메인 하우징(미도시)의 내부에 배치되는 구동부(미도시)와 압축부(미도시)를 포함하고, 상기 메인 하우징의 일측면에 인버터 하우징의 내부에 배치되는 인버터 유닛을 포함한다.
상기 인버터 케이싱에는 버스 바(Bus Bar)가 구비되고, 상기 구동부에는 터미널 핀을 포함한 터미널 유닛이 구비되어, 상기 구동부와 인버터 유닛의 전기적인 연결이 이루어진다. 즉, 상기 터미널 유닛은 버스 바를 매개로 인버터 유닛과 통전 가능하게 연결된다.
이와 같은 종래의 인버터 일체형 전동식 압축기는 상기 버스 바로 인하여 상기 인버터 유닛의 불필요한 사체적이 증가하게 되고, 상기 버스 바와 터미널 유닛을 모두 사용함으로써 부품 수와 증량이 증가하며, 조립 공정의 복잡도가 증가하는 문제점이 유발되었다.
또한, 종래의 인버터 일체형 전동식 압축기는 상기 터미널 유닛에 구비된 터미널 핀이 원통형으로 형성되어 있어 고전압으로 갈수록 절연을 위한 이격거리가 필연적으로 증가되어야 되므로 전체적인 패키징을 위한 부피가 커지는 문제점이 유발되었다.
또한 상기 터미널 핀이 원통형으로 제작하기가 수월하지 않고 실링도 어려우며, 상기 버스 바를 사용할 경우 상기 버스 바가 인버터 유닛에서 구동부 방향으로 돌출되도록 배치되어 있어 높이 축소에도 불리한 문제점이 유발되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.
본 발명의 실시 예들은 단자부의 구조를 변경하여 인쇄 회로 기판과 터미널과의 전기적인 절연성이 개선된 전동 압축기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 전동 압축기는 하우징; 상기 하우징 내에 구비되는 모터부; 상기 모터부에 의해 구동되는 압축부; 상기 하우징의 일측에 결합되고, 상기 모터부의 동작을 제어하는 인버터부; 상기 모터부와 상기 인버터부를 전기적으로 연결하는 터미널 유닛을 포함하며, 상기 터미널 유닛은 복수의 단자부; 상기 단자부가 소정의 간격으로 결합되는 단자 홀더; 및 상기 복수의 단자부는 서로 마주하는 면이 평면인 것을 특징으로 한다.
상기 단자부는 단면이 사각형인 것을 특징으로 한다.
상기 단자부는 소정의 두께를 갖는 판재가 길이 방향으로 연장된 것을 특징으로 한다.
상기 단자부의 연장된 단부가 결합되어 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되기 위해 상기 단자부와 전기적인 접촉이 이루어지는 하나 이상의 터미널을 포함한다.
상기 터미널에는 단자 핀이 복수개가 형성된다.
상기 단자 핀은 단자부의 폭 방향으로 나란하게 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 단자 핀은 상기 단자부의 길이방향과 나란한 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 단자 핀은 인쇄 회로 기판에 직접 고정이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 단자 홀더에는 상기 단자부의 길이 방향으로 상기 단자 홀더가 형성된 면보다 돌출되도록 연장된 연장부가 형성된다.
상기 연장부는 상기 단자부를 소정의 구간에서 외측면을 절연 재질로 커버하는 것을 특징으로 한다.
상기 단자부는 서로 다른 재질로 이루어진 금속 또는 비철금속으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 단자부는 외측면에 전기 절연을 위한 절연층이 형성된다.
상기 절연층은 은도금 또는 주석 도금 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 단자 홀더에는 상기 단자부가 삽입되고, 외측에서 감싸는 절연부재가 구비된다.
상기 절연부재는 상기 단자 홀더와 함께 이중사출로 성형이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 실시 예들은 단자부의 구성을 변경하여 동일 전압 대비 이격 거리가 증가될 수 있어 고전압 차량에 사용할 수 있어 설치에 따른 제한이 감소된다.
본 실시 예들은 단자부의 실링 성능이 향상되어 종래의 원통향태의 단자부와 비교해 볼 때 실링 면적이 증대되고, 제작이 용이한 장점이 유발된다.
본 실시 예들은 전동 압축기에 설치할 경우 모터부와 인버터부의 전기적인 연결이 안정적으로 유지될 수 있다.
본 실시 예들은 단자부와 인쇄 회로 기판의 연결 구조가 간단하게 개선되어 작업자의 작업성과 조립 성이 향상되며 제작에 따른 중량 및 비용이 감소할 수 있다.
본 실시 예들은 복수개의 단자부가 절연을 위해 서로 이격되어 있는 것처럼 복수개의 단자부와 각각 연결된 인쇄 회로 기판 상에 단자 핀들 간의 절연거리를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기를 도시한 종단면도.
도 2는 본 실시 예에 의한 단자 홀더가 인쇄 회로 기판에 설치된 터미널에 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 실시 예에 의한 단자부의 종 단면도.
도 4 내지 도 5는 본 실시 예에 의한 터미널 유닛의 단자홀더를 도시한 도면.
도 6은 본 실시 예에 의한 터미널 유닛이 인쇄회로 기판에 설치된 상태 및 단자부와 결합된 상태를 도시한 도면.
본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)"이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동 압축기를 도시한 종단면도 이고, 도 2는 본 실시 예에 의한 단자 홀더가 인쇄 회로 기판에 설치된 터미널에 결합된 상태를 도시한 사시도 이며, 도 3은 본 실시 예에 의한 단자부의 종 단면도 이고, 도 4 내지 도 5는 본 실시 예에 의한 터미널 유닛의 단자홀더를 도시한 도면 이며, 도 6은 본 실시 예에 의한 터미널 유닛이 인쇄회로 기판에 설치된 상태 및 단자부와 결합된 상태를 도시한 도면 이다.
첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 의한 전동 압축기는 하우징(100)과, 모터부(200)와, 압축부(300)와, 인버터부(400) 및 상기 모터부(200)와 상기 인버터부(400)를 전기적으로 연결하는 터미널 유닛(500)을 포함한다.
상기 하우징(100)은 전동 압축기의 전체적인 외관을 형성하며, 본 실시 예에서는 프론트 하우징(110)과 리어 하우징(120)으로 이루어진다.
상기 모터부(200)는 프론트 하우징(110) 내에 구비되며, 상기 압축부(300)가 냉매를 압축하기 위한 동력을 제공한다. 상기 모터부(200)는 프론트 하우징(110)의 중심에 회전 가능하게 설치되는 회전축(220)에 결합되는 회전자(240)와, 상기 프론트 하우징(110)에 고정되어 상기 회전자(240)의 반경방향 외측에 배치되는 고정자(260)를 포함한다. 상기 고정자(260)는 고정자 코어(262)와, 상기 고정자 코어(262)에 권선되는 코일(264)을 포함한다.
상기 압축부(300)는 상기 리어 하우징(120) 내부에 구비되며, 상기 회전축(220)에 편심 부시를 통해 결합되는 선회 스크롤(320)과, 상기 프론트 하우징(110)과 리어 하우징(120) 사이에 고정되어 선회 스크롤(320)과 함께 냉매의 압축이 이루어지는 압축실을 형성하는 고정 스크롤(340)을 포함한다.
이와 같이 상기 압축부(300)가 회전축(220)을 통해 모터부(200)와 연결됨으로써, 모터부(200)에서 생성된 회전력이 회전축(220)에 의해 압축부의 선회 스크롤(320)에 전달될 수 있다.
상기 인버터부(400)는 상기 하우징(100)의 외측에 구비되되 모터부(200)를 기준으로 압축부(300)와 반대편에 결합된다. 상기 인버터부(400)는 모터부(200)와 전기적으로 연결되어, 외부로부터 전달되는 전원 및 제어신호를 통해 모터부(200)에 전원을 인가하고 동작을 제어한다.
보다 구체적으로 상기 고정자(260)는 인버터부(400)로부터 인가된 전원에 의해 전자기장을 형성하고, 고정자(260)가 형성한 전자기장에 의해 회전자(240)가 회전함에 따라 압축부(300)를 구동하기 위한 회전력이 생성된다.
상기 인버터부(400)는 스위칭 소자(440)(도 8 참조)들이 구비되는 인쇄 회로 기판(P)이 구비되고, 상기 인쇄 회로 기판(P)이 수납되도록 하우징(100)에 결합되는 인버터 케이스(460)를 포함한다.
상기 모터부(200)와 인버터부(400)를 전기적으로 연결하는 터미널 유닛(500)의 구조에 대해 보다 상세하게 설명 한다.
본 실시 예에 의한 터미널 유닛(500)은 단자부(520)와 단자 홀더(530) 및 터미널(540)을 포함할 수 있다.
본 실시 예에서는 3상(3-phase) 모터가 사용되므로, 3상의 전원을 인버터부(400)로부터 모터부(200)로 공급하기 위하여, 3상과 각각 연결되는 3개의 단자부(520) 및 3개의 터미널(540)이 구비된다.
3개의 단자부(520)는 모터부의 고정자(260)의 3상 코일(264)에 각각 연결되며, 하우징(100)의 내부에서 하우징(100)을 관통하여 인버터부(400) 내측으로 돌출된다.
본 실시 예에 의한 단자부(520)는 기존과 같이 소정의 직경을 갖는 핀 형태로 형성되지 않고 서로 마주하는 면이 평면으로 구성된다.
또한 상기 단자부(520)는 소정의 두께를 갖는 판재가 길이 방향으로 연장되고, 단면이 사각형으로 이루어진다.
상기 단자부(520)가 판재 형태 및 사각 단면을 갖는 이유는 터미널(540)과의 안정적인 결합과 함께 복수의 단자부(520)가 단자 홀더(530)에 설치될 때 서로 간에 이격된 이격 거리를 증가시켜 전기적인 절연 성능과 실링 성능을 동시에 향상시키고, 고전압의 조건에서도 안정적인 사용을 도모하기 위해서이다.
이 경우 본 실시 예는 고전압 차량 또는 고전압의 전동 압축기에도 터미널 유닛(500)을 사용할 수 있어 내전압 특성이 현저하게 향상될 수 있다.
상기 단자부(520)는 도 2에 도시된 바와 같이 직사각형의 판 형태를 갖는 단자 바디(522)가 소정의 길이와 두께를 갖고 복수개의 단자 홀더(530)에 각각 결합되고, 상기 단자부(520)와 대응되는 개수로 터미널(540)이 구비된다.
상기 단자부(520)는 상기 단자 바디(522)에서 상기 터미널(540)을 향해 연장된 단부가 유선형으로 형성된 제1 라운드 부(524)와, 상기 단자 바디(522)의 길이 방향 양측이 유선형으로 형성된 제2 라운드 부(526)를 포함한다.
상기 단자부(520)는 터미널(540)의 내측에 삽입될 때 걸리는 현상 없이 안정적인 삽입을 위해 단자 바디(522)의 하단에 제1 라운드 부(524)가 형성되어 있어 상기 터미널(540)과의 삽입이 항시 일정하고 안정적으로 이루어질 수 있다.
상기 단자부(520)가 위와 같이 구성될 경우 터미널(540)과의 결합에 따른 접촉 안전성이 향상되어 전기적인 연결성이 일정하게 유지될 수 있다.
상기 제2 라운드 부(526)는 단자부(520)의 길이 방향에서 직각으로 절곡되지 않도록 소정의 곡률로 라운드지게 형성됨으로써 전기 에너지의 집중을 방지하여 안정적인 사용을 가능하게 할 수 있다.
특히 상기 단자부(520)는 단자 홀더(530)에 결합될 경우 서로 간에 이격된 이격 거리(L)가 도면에 도시된 바와 같이 유지되므로 동일 전압 대비 이격 거리가 증가되어 고전압의 조건에서도 안정적으로 사용할 수 있다.
상기 단자 바디(522)는 전체적이니 외형을 구성하고 제1 재질로 형성된 제1 단자 바디부(522a)와, 상기 제1 단자 바디부(522a)와 상이한 재질로 이루어지고, 상기 제1 단자 바디부(522a)의 외측면에 형성된 제2 단자 바디부(522b)를 포함한다.
상기 단자부(520)는 전기적인 절연 성능을 안정적으로 유지하기 위해 제1 단자 바디부(522a)와 제2 단자 바디부(522b)로 이루어진 중 재질로 구성된다.
일 예로 제1 단자 바디부(522a)와 제2 단자 바디부(522b)는 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면 상기 제1 단자 바디부(522a)는 스테인리스 스틸로 이루어지고, 상기 제2 단자 바디부(522b)는 무기 재질로 이루어질 수 있다. 다만 전술한 재질은 설명의 편의를 위해 한정한 것으로 다른 재질로 다양하게 변경될 수 있다.
상기 제1 단자 바디부(522a)는 스테인리스 스틸로 이루어져 전체적인 구조를 구성하고, 상기 제1 단자 바디부(522a)의 외측면에 제2 단자 바디부(522b)가 접합되어 단자부(520)를 구성한다.
이와 같이 단자부(520)가 이종 재질로 구성될 경우 단일 재질로 구성하는 것 보다 전기적인 절연 성능을 보다 안정시킬 수 있다. 또한 전기적인 절연 성능을 일정하게 유지하는 터미널 유닛(500)에 사용할 경우 보다 안정적인 작동을 가능하게 할 수 있다. 또한 상기 터미널 유닛(500)이 설치된 전동 압축기에 설치하여 사용할 경우 안정적인 전압을 유지할 수 있어 작동 안전성을 향상시킬 수 있다.
상기 제2 단자 바디부(522b)는 무기 재질로 형성되므로 복수개가 서로 간에 이격된 단자부(520)가 서로 간에 전기적인 간섭이 최소화 되어 안정적인 절연 성능이 유지된다.
따라서 터미널 유닛(500)이 설치된 전동 압축기는 일정 전압으로 안전하게 작동될 수 있고, 고전압에 적용하여 사용할 경우에도 전기적인 절연 성능이 불안정해지지 않고 사용할 수 있다.
본 실시 예에 의한 단자부(520)는 전술한 실시 예와 다르게 단자 바디(522)의 외측면에 전기 절연을 위한 절연층(521)이 형성된다.
이 경우 단자부(520)는 단자 바디(522)를 우선 제작한 후에 외측면에 절연층(521)을 형성하는 도금 과정을 통해 제작될 수 있다.
상기 절연층(521)은 단자부(520)간의 이격 거리에 따른 전기적인 절연성을 일정하게 유지하여 특정 전압 또는 고전압이 인가되는 조건에서 안정적인 작동을 가능하게 할 수 있다.
단자 홀더(530)에는 상기 단자부(520)가 삽입되고, 외측에서 감싸는 절연부재(532)가 구비된다. 상기 절연부재(532)는 플라스틱 수지 또는 고무가 사용되나 다른 재질로 변경될 수 있다.
상기 절연부재(532)는 상기 단자 홀더(530)와 함께 이중사출로 성형이 이루어질 수 있어 상기 단자 홀더(530)의 외측에 절연성능을 부여할 수 있다.
상기 단자부(520)는 터미널(540)에 설치된 이후에 서로 간에 이격 간격이 유지됨과 동시에 상기 절연층(521)을 통해 안정적인 절연 성능이 유지되어 전동 압축기의 안정적인 작동이 유지된다.
상기 단자부(520)는 터미널(540)로 삽입될 경우 내측을 향해 도면에 도시된 바와 같이 길이로 삽입이 이루어지므로 상기 터미널(540)에 부분 삽입되지 않고 완전히 삽입된 상태가 유지된다. 이 경우 단자부(520)와 터미널(540)과의 접촉 안전성이 향상되어 전기적인 연결성이 일정하게 유지될 수 있다.
단자부(520)는 단자 홀더(530)에 결합된 이후에 하우징(100)에 설치된다. 상기 단자부(520)는 각각 인버터부의 인쇄 회로 기판(P)에 설치된 터미널(540)과 결합될 경우 인쇄 회로 기판(P)과 전기적으로 연결된다.
상기 터미널(540)은 인쇄회로기판(P)과 전기적으로 연결되는 단자 핀(542)이 구비되고, 상기 단자 핀(542)은 상기 인쇄회로기판(P)에 직접 납땜 방식 또는 기타 고정 방식으로 고정이 이루어진다.
상기 터미널(540)에는 단자 핀(542)이 복수개가 형성되고, 상기 단자 핀(542)은 단자부(520)의 폭 방향으로 나란하게 배치된다.
또한 상기 단자 핀(542)은 상기 단자부(520)의 길이방향과 나란한 위치에 형성되고, 인쇄 회로 기판(P)에 직접 고정이 이루어진다.
이와 같이 상기 단자부(520)와 결합되는 구성품들을 모터부(200)와 함께 하우징100)에 조립할 경우 상기 모터부(200)와 상기 단자 핀(542)과 상기 단자 홀더(530)가 정 위치에 조립됨과 동시에 단자 핀(542)이 인쇄 회로 기판(P)에 형성된 관통공에 삽입되어 이후 납땜 과정을 통해 용이하게 결합할 수 있다.
상기 단자 홀더(530)에는 도면 기준 좌측과 우측 단부에 각각 체결 공(532)이 형성되고, 상기 체결 공(532)에 체결부재(536)가 삽입되어 하우징(100)에 체결된다.
본 실시 예에 의한 단자 홀더(530)에는 단자부(520)가 삽입될 경우 보다 확실한 절연과 고정을 위해 상기 단자부(520)의 길이 방향으로 상기 단자 홀더(530)가 형성된 면보다 돌출되도록 연장된 연장부(538)가 형성된다.
상기 연장부(538)는 상기 단자부(520)를 소정의 구간에서 외측면을 절연 재질로 커버할 수 있어 안정적인 절연과 고정을 동시에 달성할 수 있다.
또한 본 실시 예는 작업자가 단자 홀더(530)를 조립할 때 인쇄 회로 기판(P)에 터미널(540)을 납땜시킨 상태에서 단자부(520)와 단자홀더(530) 및 연장부(538)가 결합된 상태로 하우징(100)에 결합되면서 동시에 단자부(520)의 일단이 터미널(540)에 삽입될 수 있어 간단하게 모터와 인쇄회로기판(P)의 전기적인 통전을 가능하게 함과 동시에 하우징(100)에 결합을 실시할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 실시 예들은 전동 압축기에 구비된 모터부와 인버터부의 안정적인 전기 연결을 유지시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내에 구비되는 모터부;
    상기 모터부에 의해 구동되는 압축부;
    상기 하우징의 일측에 결합되고, 상기 모터부의 동작을 제어하는 인버터부;
    상기 모터부와 상기 인버터부를 전기적으로 연결하는 터미널 유닛을 포함하며,
    상기 터미널 유닛은 복수의 단자부;
    상기 단자부가 소정의 간격으로 결합되는 단자 홀더; 및
    상기 복수의 단자부는 서로 마주하는 면이 평면인 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단자부는 단면이 사각형인 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 단자부는 소정의 두께를 갖는 판재가 길이 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 단자부의 연장된 단부가 결합되어 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되기 위해 상기 단자부와 전기적인 접촉이 이루어지는 하나 이상의 터미널을 포함하는 전동 압축기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 터미널에는 단자 핀이 복수개가 형성된 전동 압축기.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 단자 핀은 단자부의 폭 방향으로 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 단자 핀은 상기 단자부의 길이방향과 나란한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 단자 핀은 인쇄 회로 기판에 직접 고정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 단자 홀더에는 상기 단자부의 길이 방향으로 상기 단자 홀더가 형성된 면보다 돌출되도록 연장된 연장부가 형성된 전동 압축기.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 단자부를 소정의 구간에서 외측면을 절연 재질로 커버하는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 단자부는 서로 다른 재질로 이루어진 금속 또는 비철금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 단자부는 외측면에 전기 절연을 위한 절연층이 형성된 전동 압축기.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 절연층은 은도금 또는 주석 도금 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 단자 홀더에는 상기 단자부가 삽입되고, 외측에서 감싸는 절연부재가 구비된 전동 압축기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 절연부재는 상기 단자 홀더와 함께 이중사출로 성형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동 압축기.
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