KR20140038088A - Motor-driven compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 전동 압축기에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면, 인버터 냉각효과의 향상을 위해, 인버터의 방열판이 냉매가 유입되는 모터부의 중력방향 하단에 설치되는 차량용 전동 압축기가 제공된다.The present invention relates to a motor-driven compressor, in accordance with an embodiment of the present invention, in order to improve the inverter cooling effect, there is provided a motor-driven compressor for the heat dissipation of the inverter is installed at the lower end of the gravity direction of the motor portion in which the refrigerant flows.
Description
본 발명은 차량용 전동 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터 냉각효과의 향상을 위해, 인버터의 방열판이 냉매가 유입되는 모터부의 중력방향 하단에 설치되는 차량용 전동 압축기에 관한 것이다.
The present invention relates to a motor-driven compressor, and more particularly, to a motor-driven compressor in which the heat sink of the inverter is installed at the lower end of the gravity direction of the motor unit into which the refrigerant flows in order to improve the inverter cooling effect.
일반적으로 자동차의 공조 시스템에서 사용되는 압축기는, 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여, 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다.Generally, a compressor used in an air conditioning system of an automobile sucks refrigerant that has been evaporated from an evaporator, converts it into a high-temperature and high-pressure state which is easy to be liquefied, and transfers it to a condenser.
이와 같은 압축기에는, 실제로 냉매를 압축하는 압축기구가 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있으며, 이때 회전식 압축기에는 엔진을 구동원으로 하여 회전을 수행하는 기계식과, 모터를 구동원으로 하는 전동식이 있다.Such a compressor includes a reciprocating type in which a compression mechanism that compresses refrigerant actually performs compression while performing a reciprocating motion and a rotary type in which compression is performed while rotating. In this case, a mechanical type And an electric type using a motor as a driving source.
전동식 압축기는 별도의 모터를 사용하여 압축기를 구동하는 방식이며, 이때 모터는 전동식 압축기의 인버터에 의해 그 회전속도가 조절된다. An electric compressor uses a separate motor to drive the compressor. In this case, the rotation speed of the motor is controlled by the inverter of the electric compressor.
일반적으로 전동식 압축기의 냉각은, 압축에 쓰이는 냉매를 압축기의 모터가 설치된 부분으로 유도하여, 모터로부터 발생된 열이 냉매에 흡수되게 하는 방식으로 수행되었다.Generally, the cooling of the electric compressor is performed in such a manner that the refrigerant used for compression is led to a portion where the motor of the compressor is installed, so that heat generated from the motor is absorbed by the refrigerant.
또한, 전동식 압축기에 구비된 인버터 역시 압축기의 가동중에 별도의 냉각이 필요한데, 인버터에는 작동시 열이 발생되는 발열소자들이 다수 개 사용되며, 이러한 발열소자들은 내구성이 약하기 때문에 직접 냉매가 흐르도록 하여 냉각을 수행하는 것이 어렵다.In addition, the inverter provided in the electric compressor also requires a separate cooling during the operation of the compressor, the inverter is used a number of heat generating elements that generate heat during operation, these heat generating elements are cooled by allowing the refrigerant to flow directly because the durability is weak. It is difficult to carry out.
이에 따라, 일본공개특허 JP 2000-291557(특허문헌 1)에서는 압축기의 냉매 흡입측 벽면에 인버터를 설치하여, 흡입측 벽면에 전달되는 냉매의 냉각열로 인버터를 냉각시키고 있다.Accordingly, in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-291557 (Patent Document 1), an inverter is provided on the wall surface of the compressor on the refrigerant suction side, and the inverter is cooled by the cooling heat of the refrigerant transmitted to the suction side wall surface.
도 1은 특허문헌 1의 전동식 압축기를 도시한 것으로, 압축기(10)의 외관은 모터(80)가 설치되는 중간하우징(52)과, 중간하우징(52)의 양측에 각각 설치되는 토출하우징(51) 및 흡입하우징(1)에 의해 형성되고, 중간하우징(52)과 토출하우징(51), 흡입하우징(1)은 그 내부가 모두 연통된다.FIG. 1 shows the electric compressor of Patent Document 1, and the appearance of the compressor 10 is an
이때, 모터(80)는 고정자 코어(81)와, 고정자 코어(81)에 감기는 권선 다발(82)과, 고정자 코어(81)의 내측에 회전 가능하게 설치되는 회전자(83) 및 회전 샤프트(55)를 포함한다.At this time, the
또한, 흡입하우징(1)에는 냉매의 흡입을 위한 흡입포트(8)가 형성되고, 흡입하우징(1)의 일측 벽면(1b)에는 모터(80)의 구동을 제어하는 구동회로(인버터에 해당함)(4)가 설치되며, 중간하우징(52)에는 압축을 위한 구동력을 전달하는 모터(80)가 설치되고, 토출하우징(51)에는 냉매의 압축을 수행하는 고정스크롤(60) 및 가동스크롤(70)이 구비된다.In addition, the suction housing 1 is formed with a suction port 8 for suction of refrigerant, and a driving circuit (corresponding to the inverter) for controlling the driving of the
여기서, 전동식 압축기 내부에서의 냉매흐름을 살펴보면, 먼저 흡입하우징(1)의 흡입포트(8)를 통해 냉매가 유입된다. 유입된 냉매는 흡입하우징(1)을 지나면서 구동회로(4)에서 발생한 열 중 흡입하우징(1)의 벽면(1b)에 전달된 열을 흡수하게 된다. 구동회로(4)의 열을 흡수한 냉매는 중간하우징(52)을 거치면서 중간하우징(52)에 설치된 모터(80)를 냉각시킨다. 모터(80)를 냉각시킨 냉매는 다시 토출하우징(51)으로 유입되고, 토출하우징(51)의 고정스크롤(60) 및 가동스크롤(70)에 의해 압축되어 외부로 토출된다.Here, looking at the flow of the refrigerant in the electric compressor, the refrigerant is first introduced through the suction port 8 of the suction housing (1). The introduced refrigerant absorbs the heat transferred to the wall surface 1b of the suction housing 1 among the heat generated by the driving circuit 4 while passing through the suction housing 1. The refrigerant absorbing heat of the driving circuit 4 cools the
그런데, 이와 같은 구성을 가지는 종래의 전동식 압축기의 경우, 흡입포트(8)를 통해 흡입하우징(1)으로 유입된 냉매가 중간하우징(52)으로 유동하기 전, 짧은 시간 동안에 벽면(1b)을 냉각시키므로, 인버터에서 발생된 열을 충분히 흡수하지 못하게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional electric compressor having such a configuration, before the refrigerant flowing into the suction housing 1 through the suction port 8 flows into the
즉, 도 1과 같이 종래의 전동식 압축기(10)는 차량의 바닥면에 대하여 길이방향으로 길게 배치되는데, 이때 흡입포트(8)는 흡입하우징(1)의 상단에 형성되고 인버터는 흡입하우징(1) 내에 수직으로 형성되는 벽면(1b)의 일측에 설치된다.That is, as shown in FIG. 1, the conventional electric compressor 10 is disposed in the longitudinal direction with respect to the bottom surface of the vehicle. At this time, the suction port 8 is formed at the upper end of the suction housing 1, and the inverter is suction suction 1. ) Is installed on one side of the wall surface (1b) formed vertically.
따라서, 흡입포트(8)를 통해 흡입하우징(1)으로 유입된 냉매는 그 일부가 벽면(1b)을 타고 흘러내리는 짧은 시간 동안만 인버터의 열을 흡수한 후, 곧바로 중간하우징(52)을 통해 토출하우징(51) 방향으로 유동하게 되는 것이다.Therefore, the refrigerant flowing into the suction housing 1 through the suction port 8 absorbs the heat of the inverter only for a short time during which a part of the refrigerant flows down along the wall surface 1b, and then immediately flows through the
또한, 압축기의 운전조건에 따라서는, 유입된 냉매의 유량 중 극히 일부만이 벽면(1b)과 접촉하고, 나머지 대부분은 곧바로 벽면(1b)의 반대방향인 중간하우징(52)으로 유동하게 됨으로써, 인버터가 충분히 냉각되지 못하는 경우도 발생하게 된다.
In addition, depending on the operating conditions of the compressor, only a part of the flow rate of the refrigerant flowed in contact with the wall surface 1b, and most of the remaining flows directly to the
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 흡입포트를 통해 압축기 내부로 유입된 냉매가 충분한 시간 동안 인버터를 냉각시킬 수 있도록, 흡입포트가 형성된 모터부의 중력방향 하측에 인버터의 방열판이 배치되는 차량용 전동 압축기와 관련된다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and an embodiment of the present invention is to provide a compressor, in which a suction port is formed, so that the refrigerant introduced into the compressor through the suction port can cool the inverter for a sufficient time, And to a motor-driven compressor in which a heat sink of the inverter is arranged below the gravity direction of the sub.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 내부에 회전 샤프트를 가진 모터가 설치되고, 일측에 냉매 흡입을 위한 흡입포트가 형성되는 모터부; 상기 모터부의 일측에 결합되며, 상기 모터의 작동에 의해 냉매를 압축하는 압축기구가 구비되는 압축부; 상기 모터부의 외주면 하단에 결합되며, 상기 모터를 제어하는 인버터가 수용되는 인버터부; 및 상기 인버터부의 일측에 구비되어, 상기 모터부로 유입되어 중력방향으로 낙하하는 냉매로부터 냉각열을 전달받아 냉각되는 방열판;을 포함하는 차량용 전동 압축기가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a motor having a rotating shaft therein, the motor portion is formed with a suction port for refrigerant suction on one side; A compression unit coupled to one side of the motor unit and having a compression mechanism for compressing a refrigerant by the operation of the motor; An inverter unit coupled to a lower end of an outer circumferential surface of the motor unit and accommodating an inverter controlling the motor; And a heat dissipation plate provided at one side of the inverter unit, the heat sink being cooled by receiving cooling heat from the refrigerant flowing into the motor unit and falling in the gravity direction.
여기서, 상기 모터부의 외주면 일측에 형성되며, 상기 회전 샤프트가 수평으로 배치되도록 엔진의 일측에 조립되는 마운팅부를 더 포함할 수 있다.Here, the motor unit may further include a mounting unit formed at one side of the outer circumferential surface and assembled at one side of the engine such that the rotating shaft is horizontally disposed.
이때, 상기 방열판은, 상측면이 상기 모터부의 하단 외주면과 대향하도록, 상기 인버터부의 상단에 구비되는 것이 바람직하다.Preferably, the heat sink is provided at an upper end of the inverter unit so that the upper surface of the heat sink is opposed to the lower outer circumferential surface of the motor unit.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 내부에 회전 샤프트를 가진 모터가 설치되고, 일측에 냉매 흡입을 위한 흡입포트가 형성되는 모터부; 상기 모터부의 상단에 결합되며, 상기 모터의 작동에 의해 냉매를 압축하는 압축기구가 구비되는 압축부; 상기 모터부를 사이에 두고 상기 압축부와 대향하여 상기 모터부의 하단에 결합되며, 상기 모터를 제어하는 인버터가 수용되는 인버터부; 및 상기 인버터부의 일측에 구비되어, 상기 모터부로 유입되어 중력방향으로 낙하하는 냉매로부터 냉각열을 전달받아 냉각되는 방열판;을 포함하는 차량용 전동 압축기가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a motor unit having a motor having a rotating shaft therein and having a suction port for sucking refrigerant; A compression unit coupled to an upper end of the motor unit and having a compression mechanism for compressing a refrigerant by the operation of the motor; An inverter unit coupled to a lower end of the motor unit so as to face the compression unit with the motor unit interposed therebetween, the inverter controlling the motor being accommodated; And a heat dissipation plate provided at one side of the inverter unit, the heat sink being cooled by receiving cooling heat from the refrigerant flowing into the motor unit and falling in the gravity direction.
이때, 상기 모터부의 외주면 일측에 형성되며, 상기 회전 샤프트가 수직으로 배치되도록 엔진의 일측에 조립되는 마운팅부를 더 포함할 수 있다.In this case, the motor unit may further include a mounting unit formed on one side of the outer circumferential surface and assembled to one side of the engine such that the rotation shaft is disposed vertically.
또한, 상기 방열판은, 상측면이 상기 모터부의 하단과 대향하도록 상기 인버터부의 상단에 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the heat sink is preferably provided at the upper end of the inverter portion so that the upper side facing the lower end of the motor portion.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 내부에 회전 샤프트를 가진 모터가 설치되고, 일측에 냉매 흡입을 위한 흡입포트가 형성되는 모터부; 상기 모터부의 일측에 결합되며, 상기 모터의 작동에 의해 냉매를 압축하는 압축기구가 구비되는 압축부; 상기 모터부의 타측에 결합되며, 상기 모터를 제어하는 인버터가 수용되는 인버터부; 상기 모터부의 외주면 일측에 형성되며, 상기 회전 샤프트가 수평으로 배치되도록 엔진의 일측에 조립되는 마운팅부; 및 상기 인버터부에서 상기 모터부와의 대향면 일측에 구비되어, 상기 모터부로 유입되는 냉매로부터 냉각열을 전달받아 냉각되는 방열판을 포함하는 차량용 전동 압축기가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a motor unit having a motor having a rotating shaft therein, and having a suction port formed therein for sucking refrigerant; A compression unit coupled to one side of the motor unit and having a compression mechanism for compressing a refrigerant by the operation of the motor; An inverter unit coupled to the other side of the motor unit and accommodating an inverter controlling the motor; A mounting part formed at one side of the outer circumferential surface of the motor part and assembled to one side of the engine such that the rotating shaft is horizontally disposed; And a heat dissipation plate provided at one side of the inverter unit opposite to the motor unit and receiving a cooling heat from the refrigerant flowing into the motor unit.
이때, 상기 흡입포트를 통해 흡입된 냉매가 상기 방열판을 가로질러 중력방향으로 낙하할 수 있도록, 상기 방열판의 상부에 상기 흡입포트가 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the suction port is preferably formed on the upper portion of the heat sink so that the refrigerant sucked through the suction port can fall in the direction of gravity across the heat sink.
또한, 상기 방열판 면적의 2/3 이상이 상기 회전 샤프트의 중심축선을 기준으로 하단에 배치되는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that two-thirds or more of the heat sink area is disposed at the lower end of the rotary shaft based on the center axis line.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동 압축기에 의하면, 인버터의 방열판이 모터부의 중력방향 하단과 밀착하도록 구비되므로, 흡입포트를 통해 모터부 내부로 유입되어 바닥면으로 자유 낙하하는 냉매에 의해, 인버터의 냉각이 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.According to the motor-driven compressor of the present invention, since the heat radiating plate of the inverter is provided so as to be in close contact with the lower end of the motor portion in the gravity direction, the refrigerant flowing into the motor portion through the suction port, There is an effect that the cooling of the product is efficiently performed.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 전동 압축기에 의하면, 방열판의 상부에 흡입포트가 형성되고, 흡입포트를 통해 흡입된 냉매가 방열판을 가로질러 중력방향으로 낙하하게 되므로, 인버터의 냉각이 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.
In addition, according to the motor-driven compressor according to another embodiment of the present invention, the suction port is formed on the upper portion of the heat sink, and the refrigerant sucked through the suction port falls across the heat sink in the direction of gravity, cooling the inverter efficiently The effect is made of.
도 1은 종래의 전동식 압축기 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 전동 압축기의 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 전동 압축기의 단면도.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 전동 압축기의 단면도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 방열판의 배치도.
도 6은 종래의 방열판 배치도.1 is a cross-sectional view of a conventional electric compressor.
2 is a sectional view of a motor-driven compressor for a vehicle according to a first embodiment of the present invention;
3 is a sectional view of a motor-driven compressor for a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
4 is a sectional view of a motor-driven compressor for a vehicle according to a third embodiment of the present invention;
5 is a layout view of a heat sink according to a third embodiment of the present invention;
6 is a schematic view of a conventional heat sink;
이하, 본 발명인 차량용 전동 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention a motor-driven electric compressor will be described. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
또한, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, Embodiments that include components replaceable as equivalents in the elements may be included within the scope of the present invention.
아울러, 아래의 실시예는 특히 압축기구로서 고정스크롤과 선회스크롤이 구비되는 스크롤 압축기를 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 압축기구로서 사판이 구비되는 사판식 압축기 등, 압축기의 구동원으로서 모터가 적용되는 다양한 종류의 전동식 압축기에 적용될 수 있음은 물론이다.
In addition, the following embodiments are described in particular as a scroll compressor having a fixed scroll and a rotating scroll as a compression mechanism as an example, but the present invention is not limited thereto, such as a swash plate type compressor having a swash plate as a compression mechanism The present invention can be applied to various types of electric compressors to which a motor is applied as a driving source of the electric motor.
제1실시예First Embodiment
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 전동 압축기의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a motor-driven compressor for a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 전동 압축기(이하, '압축기')(100)는, 크게 모터부(200), 압축부(300), 및 인버터부(400)를 포함하며, 압축기(100)를 엔진(미도시)의 일측에 조립할 수 있도록 모터부(200)의 일측에 형성되는 마운팅부(500)를 더 포함할 수 있다.2, a motor-driven compressor (hereinafter referred to as a 'compressor') 100 according to a first embodiment of the present invention includes a
여기서, 모터부(200)는 압축기(100)의 회전 동력을 만들어내는 부분으로, 외체를 이루는 모터부 하우징(210)과, 모터부 하우징(210)에 수용되는 모터(220)로 이루어지는데, 이때 모터(220)는 모터부 하우징(210)의 내주면을 따라 설치되는 고정자(230)와, 고정자(230) 내부에서 회전하는 회전자(240)를 포함한다.Here, the
모터부 하우징(210)은 일측이 개방된 원통형으로 형성되는 것이 일반적이고, 외주면 일측에 냉매 흡입을 위한 흡입포트(미도시)가 관통 형성되며, 다른 일측에는 모터부 하우징(210)을 엔진의 일측에 조립할 수 있도록 마운팅부(500)가 형성된다.A suction port (not shown) for suctioning refrigerant is formed through one side of the outer circumferential surface of the
즉, 압축기(100)는 마운팅부(500)를 관통하여 체결되는 볼트 등의 체결구에 의해 엔진의 일측에 조립·고정되는 것이며, 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 후술하는 회전 샤프트(241)가 차량 바닥면과 수평으로 배치되게끔 엔진의 일측에 조립된다.That is, the
또한, 모터부 하우징(210)의 개방측과 대향하는 바닥면 상에는 베어링 하우징(212)이 돌출 형성되고, 베어링 하우징(212)에는 후술하는 회전 샤프트(241)를 회전 가능하게 지지하기 위한 베어링(213)이 고정 설치된다.In addition, a bearing
고정자(230)는 내측에 동축 상으로 장착되는 회전자(240)와 함께 회전 구동력을 만드는 구동부분이며, 일종의 전자석으로서 모터부 하우징(210)의 내주면 상에 압입 등에 의해 고정 장착되는 고정자 코어(231)와, 이 고정자 코어(231)에 권선되는 코일 다발(232)로 이루어진다. 이때, 코일 다발(232)에 전류가 흐르면, 고정자(230)에 자기장이 형성된다.The
또한, 회전자(240)는 위에서 언급한 바와 같이 고정자(230)의 내측에 동축 상으로 장착되어 회전 구동하는 부분이며, 일 예로서 다수개의 코어편이 적층되어 형성될 수 있다.In addition, as described above, the
이때, 회전자(240)는 고정자(230)의 고정자 코어(231) 중앙 통공에 회전 가능하게 삽입되며, 중심 축선을 따라 길게 배치되는 회전 샤프트(241)와, 이 회전 샤프트(241)의 외주면에 부착되는 영구자석(242)으로 구성된다.At this time, the
따라서, 회전자(240)는 고정자(230)가 여자된 때에 모터의 구동원리에 따라 고정자(230)와의 상호 작용에 의해 회전 구동하게 되며, 회전 샤프트(241)에 의해 후술하는 압축부(300)로 회전 구동력이 전달된다.Accordingly, the
압축부(300)는 모터부(200)에서 발생되는 회전 구동력을 전달받아 회전함으로써 냉매를 압축하는 부분이며, 도 2에 도시된 바와 같이 모터부(200)의 회전 샤프트(241) 일단에 연결된다.The
이때, 압축부(300)는 모터부 하우징(210)의 일측에 결합되는 압축부 하우징(310)과, 압축부 하우징(310)의 내부에 회전 가능하게 장착되는 선회스크롤(320), 및 이 선회스크롤(320)과 짝을 이루어 냉매를 압축하는 고정스크롤(330)을 포함하여 구성되며, 선회스크롤(320)과 고정스크롤(330)의 상대 회전에 의해, 그 사이에 형성되는 압축실(340) 내부로 유입된 냉매를 압축하게 된다.At this time, the
보다 자세하게 살펴보면, 선회스크롤(320)은 중심을 향해 수렴하도록 스파이럴 형태로 만곡된 선회스크롤 랩(321)이 후면에 돌출 형성되어 있으며, 이 선회스크롤 랩(321)의 중심 부위에 모터부(200)의 회전 샤프트(241) 후단이 결합되어, 회전자(240)와 동기하여 회전하도록 되어 있다.In detail, the
또한, 고정스크롤(330)은 모터부 하우징(210)의 내부 후단에 고정 설치되며, 선회스크롤(320)의 선회스크롤 랩(321)과 정합되도록, 스파이럴 형태로 만곡된 고정스크롤 랩(331)이 중심을 향해 수렴하도록 형성된다.In addition, the fixed
따라서, 선회스크롤(320)이 회전할 때, 상호 정합된 선회스크롤(320)과 고정스크롤(330)은 각각의 선회 및 고정스크롤 랩(321,331)의 상호 작용에 의해, 모터부(200)에서 선회 및 고정스크롤 랩(321,331)의 외연부로 흡입된 냉매를 그 중심부로 압축하며, 고압으로 압축된 냉매는 고정스크롤(330)을 관통하여 형성되는 토출구(332)를 통해 압축부 하우징(310)의 고압실(350)로 토출된다.Therefore, when the
이때, 압축부 하우징(310)은 일측 개방단이 모터부 하우징(210)의 개방단과 결합하는데, 모터부 하우징(210)과 압축부 하우징(310) 사이에 중간 하우징(360)이 개재될 수도 있으며, 압축부 하우징(310)의 일측에는 압축된 냉매를 외부로 토출하기 위한 토출포트(미도시)가 관통 형성된다.At this time, one side of the
한편, 인버터부(400)는 모터부(200)의 동작을 제어하는 부분으로서, 직류전력을 교류전력으로 변환하고, 모터부(200)의 고정자(230)에 전기적으로 연결되어 고정자(230)를 여탈자시킴으로써, 회전자(240)를 회전 구동 또는 정지시켜 모터(220)의 회전속도를 제어하며, 본 발명의 제1실시예에 의하면, 인버터부(400)가 모터부(200)의 외주면 하단에 즉, 모터부(200)의 중력방향 하측으로 결합된다.The
인버터부(400)는 모터부 하우징(210)의 외주면 하단에 결합되는 인버터부 하우징(410)과, 인버터부 하우징(410)의 내부에 장착되는 PCB(420), 및 PCB(420) 상에 실장되는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT; Insulated gate bipolar transistor) 소자(431) 등 각종 전자 부품들을 포함하여 이루어지는 인버터(430)와, 인버터(430)의 일측에 구비되는 방열판(432)을 포함한다. The
여기서, 작동시 열이 발생되는 발열소자들이 인버터(430)에 다수 개 사용됨에 따라, 인버터(430)의 오동작 방지를 위해 압축기(100) 가동중에 모터(220)와 별도로 인버터(430)를 냉각시킬 필요가 있는데, 본 발명의 제1실시예에 의하면, 인버터(430)에서 발생된 열이 모터부 하우징(210)으로 유입된 냉매에 전달됨으로써 인버터(430)의 냉각이 이루어진다. 즉, 냉매의 냉각열에 의해 인버터(430)의 냉각이 이루어지는 것이다.Here, as a plurality of heat generating elements that generate heat during operation are used in the
이때, 본 발명의 제1실시예에 의하면, 인버터부 하우징(410)이 모터부 하우징(210)의 하단 외주면에 결합되고, 인버터(430)의 방열판(432)이 모터부 하우징(210)의 중력방향 하단과 대향하도록 인버터부 하우징(410)의 상단에 설치된다.At this time, according to the first embodiment of the present invention, the
이는, 인버터(430)의 방열판(432)이 냉매의 유동에 의해 좀 더 효율적으로 냉각되도록 하기 위한 것으로, 흡입포트를 통해 모터부 하우징(210) 내부로 유입된 냉매가 중력방향 하부로 낙하하여 바닥면에 고이게 되는 점을 감안한 것이다.This is to allow the
따라서, 모터부 하우징(210)의 중력방향 하단 외측면에 방열판(432)의 일면이 접촉하도록 인버터부(400)를 배치함으로써, 종래에 비해 인버터(430)의 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, by arranging the
이때, 인버터(430)의 방열판(432)이 모터부 하우징(210)의 중력방향 하단 외측면에 직접 접촉될 수 있도록, 인버터부 하우징(410)은 일측이 개방되어 그 개방단이 모터부 하우징(210)의 중력방향 하단 테두리를 따라 결합되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, one side of the
또한, 방열판(432)으로는 예컨대 주름형(corrugated) 방열판이나, 다수의 플레이트로 적층된 방열판 등 다양한 형태의 방열판이 적용될 수 있다.As the
아울러, 인버터부 하우징(410)은 발열에 따른 냉각이 용이하도록, 열전도율이 좋은 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 제작된 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 열전도율이 좋으면서 경량인 재질을 선택할 수 있다.
In addition, the
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 전동 압축기에서 인버터가 냉각되는 과정을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of cooling the inverter in the vehicle electric compressor according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.
먼저, 냉매는 흡입포트를 통해 모터부 하우징(210) 내부로 유입되며, 흡입포트를 통해 모터부 하우징(210) 내부로 유입된 냉매는 중력에 의해 하부로 자유낙하함과 동시에 압축부 하우징(310)으로 유동하는 과정에서 모터(220)를 냉각시킨다.First, the refrigerant is introduced into the
이때, 모터부 하우징(310)의 중력방향 하부 바닥면으로 자유낙하한 냉매는, 모터부 하우징(310)의 하단면을 통해 방열판(432)으로 냉각열을 전달하여 인버터(430)를 냉각시킨다.At this time, the refrigerant freely falling to the bottom surface of the
즉, 인버터(430)에서 발생된 열이 방열판(432)과, 방열판(432)이 접촉하고 있는 모터부 하우징(210)의 중력방향 하부 바닥면을 통해 바닥면에 고인 냉매로 흡수됨으로써, 인버터(430)가 충분히 냉각될 수 있는 것이며, 이에 따라 종래에 비해 전동 압축기(100)의 냉각 효율이 향상되는 효과가 있다.
That is, the heat generated by the
제2실시예Second Embodiment
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 전동 압축기의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a motor-driven compressor for a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2실시예는 전술한 제1실시예와 대동소이하며, 압축부(300')와 모터부(200')가 수직하게 배치되고, 모터부(200')의 하단에 인버터부(400')가 결합된다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 전술한 제1실시예와 동일한 작용을 하는 동일구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.The second embodiment of the present invention is similar to the first embodiment described above in that the compression unit 300 'and the motor unit 200' are arranged vertically and the inverter unit 400 ') are combined. Therefore, repeated description of the same configuration having the same function as the above-described first embodiment will be omitted.
본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 전동 압축기(100')는, 모터부(200')와, 모터부(200')의 상단에 결합되는 압축부(300')와, 압축부(300')와 대향하도록 모터부(200')의 하단에 결합되는 인버터부(400')와, 모터부(200')와 인버터부(400') 사이에 개재되는 방열판(432')을 포함한다.The motor-driven
여기서, 압축기(100')를 엔진의 일측에 조립할 수 있도록 모터부(200')의 외주면에 형성되는 마운팅부(500')를 더 포함할 수 있으며, 볼트 등의 체결구가 마운팅부(500')를 관통하여 엔진의 일측에 조립됨으로써, 압축기(100')는 도 3에 도시된 바와 같이 회전 샤프트(241')가 수직 배치되도록 장착된다.Here, the compressor 100 'may further include a mounting part 500' formed on the outer circumferential surface of the motor part 200 'so that the compressor 100' may be assembled to one side of the engine, and a fastener such as a bolt is mounted to the mounting part 500 '. By assembling on one side of the engine, the compressor 100 'is mounted such that the rotary shaft 241' is vertically arranged as shown in FIG.
이때, 모터부(200')의 내부에는 회전 샤프트(241')를 가진 모터(220')가 설치되고, 모터부(200')의 외주면에는 냉매흡입을 위한 흡입포트가 형성된다.At this time, a motor 220 'having a rotating shaft 241' is installed in the motor unit 200 ', and a suction port for sucking refrigerant is formed on the outer circumferential surface of the motor unit 200'.
또한, 압축부(300')의 내부에는 모터(220')의 작동에 의해 냉매를 압축하는 압축기구가 구비되며, 인버터부(400')에는 모터(220')를 제어하는 인버터(430')가 수용된다.In addition, the compression unit 300 'is provided with a compression mechanism for compressing refrigerant by the operation of the motor 220', and the inverter unit 400 'has an inverter 430' for controlling the motor 220 '. Is accepted.
앞서 도 2를 참고하여 설명한 제1실시예의 경우, 회전 샤프트(241)가 차량의 바닥면에 대하여 수평으로 설치되고, 인버터부(400)가 회전 샤프트(241)의 반경방향으로 즉, 모터부(200)의 외주면상 중력방향 하측에 구비되었다.2, the
도 3에 도시된 본 발명의 제2실시예는, 회전 샤프트(241')가 차량의 바닥면에 대하여 수직으로 설치되고, 인버터부(400')가 회전 샤프트(241')의 축방향을 따라 모터부(200')의 하단에 구비되는 형태의 차량용 전동 압축기(100')를 도시한 것이다.3, the rotating shaft 241 'is installed perpendicular to the bottom surface of the vehicle, and the inverter unit 400' is disposed along the axial direction of the rotating shaft 241 ' The vehicle
이때, 방열판(432')은 상측면이 모터부(200')의 하단과 대향하도록 인버터부(400')의 상단에 구비되며, 모터부(200')의 하단 즉, 중력방향 하측에 고이는 냉매로부터 방열판(432')으로 전달되는 냉각열에 의해, 인버터(430')의 냉각 효율이 향상된다.
At this time, the
제3실시예Third Embodiment
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 전동 압축기의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 방열판의 배치도이며, 도 6은 종래의 방열판 배치도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a motor-driven compressor according to a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is an arrangement view of a heat sink according to a third embodiment of the present invention, and FIG.
본 발명의 제3실시예에 따른 압축기(100")는 전술한 제2실시예에 따른 압축기(100')와 대동소이하며, 압축기(100")의 회전 샤프트(241")가 차량의 바닥면에 대하여 수평으로 설치된다는 점에서 차이가 있다.The
본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 전동 압축기(100")는, 모터부(200")와, 모터부(200")의 일측에 결합되는 압축부(300")와, 모터부(200")의 타측에 결합되는 인버터부(400")와, 모터부(200")와 인버터부(400") 사이에 개재되는 방열판(432")을 포함한다.The motor-driven
여기서, 압축기(100")를 엔진의 일측에 조립할 수 있도록 모터부(200")의 외주면에 형성되는 마운팅부(500")를 더 포함할 수 있으며, 볼트 등의 체결구가 마운팅부(500")를 관통하여 엔진의 일측에 조립됨으로써, 압축기(100")는 도 3에 도시된 바와 같이 회전 샤프트(241")가 차량 바닥면에 대하여 수평 방향으로 배치되도록 장착된다.Here, the mounting
이때, 모터부(200")의 내부에는 회전 샤프트(241")를 가진 모터(220")가 설치되고, 모터부(200")의 외주면에는 냉매흡입을 위한 흡입포트가 형성된다.At this time, a
또한, 압축부(300")의 내부에는 모터(220")의 작동에 의해 냉매를 압축하는 압축기구가 구비되며, 인버터부(400")에는 모터(220")를 제어하는 인버터(430")가 수용된다.In addition, the
앞서 도 3을 참고하여 설명한 제2실시예의 경우, 회전 샤프트(241')가 차량의 바닥면에 대하여 수직으로 설치되고, 인버터부(400')가 회전 샤프트(241')의 축방향 하단 즉, 모터부(200')의 하단에 구비되었다.In the second embodiment described above with reference to FIG. 3, the
도 4에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 압축기(100")는, 회전 샤프트(241")가 차량의 바닥면에 대하여 수평으로 설치되며, 모터부(200")의 일측에 압축부(300")가 결합되고 타측에 인버터부(400")가 결합되는 형태이다.In the
이때, 방열판(432")은 인버터부(400")에서 모터부(200")와 대향하는 면의 일측에 구비되는데, 모터부(200")의 외주면에 형성되는 흡입포트 보다 낮게 방열판(432")이 설치되는 것이 바람직하다.At this time, the
이 경우, 방열판(432") 상부의 흡입포트를 통해 유입된 냉매가, 중력방향 하측으로 낙하하는 과정에서 방열판(432")을 가로질러 유동하게 되며, 냉매와 접촉하는 방열판(432")의 면적을 충분히 확보하게 됨으로써 인버터(430")의 냉각 효율이 향상된다. 이때, 도면에서 일점쇄선으로 도시된 화살표는 냉매의 유동을 가리킨다.In this case, the refrigerant flowing through the suction port on the upper portion of the
바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 방열판(432") 면적의 2/3 이상이 회전 샤프트(241")의 중심축선(C)을 기준으로 하단에 배치되게끔 하는 것이 바람직하며, 이 경우 도 6에 도시된 종래의 방열판(432a) 배치에 비해, 자유 낙하하는 냉매와의 접촉 면적이 증가하게 됨을 볼 수 있다.
Preferably, as shown in Fig. 5, at least two thirds of the area of the
100,100',100" : 압축기 200,200',200" : 모터부
300,300',300" : 압축부 400,400',400" : 인버터부
430,430',430" : 인버터 432,432',432" : 방열판100, 100 ', 100 ":
300, 300 ', 300 ":
430, 430 ', 430 ":
Claims (9)
상기 모터부(200)의 일측에 결합되며, 상기 모터(220)의 작동에 의해 냉매를 압축하는 압축기구가 구비되는 압축부(300);
상기 모터부(200)의 외주면 하단에 결합되며, 상기 모터(220)를 제어하는 인버터(430)가 수용되는 인버터부(400); 및
상기 인버터부(400)의 일측에 구비되어, 상기 모터부(200)로 유입되어 중력방향으로 낙하하는 냉매로부터 냉각열을 전달받아 냉각되는 방열판(432);을 포함하는 차량용 전동 압축기.
A motor unit 200 having a rotating shaft 241 installed therein, and a suction port for suction of refrigerant formed on one side thereof;
A compression unit 300 coupled to one side of the motor unit 200 and provided with a compression mechanism for compressing a refrigerant by the operation of the motor 220;
An inverter unit 400 coupled to a lower end of an outer circumferential surface of the motor unit 200 and accommodating an inverter 430 for controlling the motor 220; And
And a heat dissipation plate (432) provided at one side of the inverter unit (400) and receiving coolant heat from a refrigerant flowing into the motor unit (200) and falling in a gravity direction.
상기 모터부(200)의 외주면 일측에 형성되며, 상기 회전 샤프트(241)가 수평으로 배치되도록 엔진의 일측에 조립되는 마운팅부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기.
The method according to claim 1,
Further comprising a mounting part (500) formed at one side of the outer circumferential surface of the motor part (200) and assembled to one side of the engine so that the rotating shaft (241) is horizontally arranged.
상측면이 상기 모터부(200)의 하단 외주면과 대향하도록, 상기 인버터부(400)의 상단에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기.
The heat sink according to claim 2, wherein the heat sink (432)
Is provided at an upper end of the inverter unit (400) so that an upper surface thereof faces a lower outer peripheral surface of the motor unit (200).
상기 모터부(200')의 상단에 결합되며, 상기 모터(220')의 작동에 의해 냉매를 압축하는 압축기구가 구비되는 압축부(300');
상기 모터부(200')를 사이에 두고 상기 압축부(300')와 대향하여 상기 모터부(200')의 하단에 결합되며, 상기 모터(220')를 제어하는 인버터(430')가 수용되는 인버터부(400'); 및
상기 인버터부(400')의 일측에 구비되어, 상기 모터부(200')로 유입되어 중력방향으로 낙하하는 냉매로부터 냉각열을 전달받아 냉각되는 방열판(432');을 포함하는 차량용 전동 압축기.
A motor unit 200 'in which a motor 220' having a rotating shaft 241 'is installed and a suction port for sucking refrigerant is formed at one side;
A compression unit 300 'coupled to an upper end of the motor unit 200' and provided with a compression mechanism for compressing a refrigerant by the operation of the motor 220 ';
An inverter 430 ′ coupled to the lower end of the motor unit 200 ′ facing the compression unit 300 ′ with the motor unit 200 ′ interposed therebetween and accommodated by the inverter 430 ′ for controlling the motor 220 ′ is accommodated. An inverter unit 400 '; And
And a heat dissipation plate (432 ') provided at one side of the inverter unit (400') and receiving coolant heat from a refrigerant flowing into the motor unit (200 ') and falling in a gravity direction.
상기 모터부(200')의 외주면 일측에 형성되며, 상기 회전 샤프트(241')가 수직으로 배치되도록 엔진의 일측에 조립되는 마운팅부(500')를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기.
The method of claim 4,
Is formed on one side of the outer peripheral surface of the motor portion (200 '), the vehicle electric compressor further comprises a mounting portion (500') is assembled on one side of the engine so that the rotary shaft (241 ') is disposed vertically.
상측면이 상기 모터부(200')의 하단과 대향하도록 상기 인버터부(400')의 상단에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기.
[6] The heat sink according to claim 5,
Is provided at an upper end of the inverter unit (400 ') such that the upper side faces the lower end of the motor unit (200').
상기 모터부(200")의 일측에 결합되며, 상기 모터(220")의 작동에 의해 냉매를 압축하는 압축기구가 구비되는 압축부(300");
상기 모터부(200")의 타측에 결합되며, 상기 모터(220")를 제어하는 인버터(430")가 수용되는 인버터부(400");
상기 모터부(200")의 외주면 일측에 형성되며, 상기 회전 샤프트(241")가 수평으로 배치되도록 엔진의 일측에 조립되는 마운팅부(500"); 및
상기 인버터부(400")에서 상기 모터부(200")와의 대향면 일측에 구비되어, 상기 모터부(200")로 유입되는 냉매로부터 냉각열을 전달받아 냉각되는 방열판(432")을 포함하는 차량용 전동 압축기.
A motor unit 200 "in which a motor 220" having a rotating shaft 241 "is installed and a suction port for suctioning refrigerant is formed at one side;
A compression unit 300 '' coupled to one side of the motor unit 200 '' and having a compression mechanism for compressing the refrigerant by the operation of the motor 220 '';
An inverter unit 400 ″ coupled to the other side of the motor unit 200 ″ and accommodating an inverter 430 ″ for controlling the motor 220 ″;
A mounting portion 500 ″ formed at one side of the outer circumferential surface of the motor unit 200 ″ and assembled to one side of the engine such that the rotary shaft 241 ″ is horizontally disposed; and
A heat sink 432 ″ is provided at one side of the inverter unit 400 ″ opposite to the motor unit 200 ″ and receives cooling heat from the refrigerant flowing into the motor unit 200 ″. Automotive electric compressors.
상기 흡입포트를 통해 흡입된 냉매가 상기 방열판(432")을 가로질러 중력방향으로 낙하할 수 있도록, 상기 방열판(432")의 상부에 상기 흡입포트가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기.
The method of claim 7,
And the suction port is formed on the heat sink 432 ″ to allow the refrigerant sucked through the suction port to fall across the heat sink 432 ″ in the gravity direction.
상기 방열판(432") 면적의 2/3 이상이 상기 회전 샤프트(241")의 중심축선(C)을 기준으로 하단에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기.The method of claim 8,
Wherein at least two thirds of the area of the heat sink 432 "is disposed at the lower end with respect to the central axis C of the rotary shaft 241 ".
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20170530 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20120920 Comment text: Patent Application |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20180604 Patent event code: PE09021S01D |
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Patent event date: 20180817 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20180604 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |