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1. WO2021040140 - ELECTRIC COMPRESSOR HAVING BUILT-IN INVERTER CIRCUIT BOARD

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명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

11  

과제 해결 수단

12   13   14   15  

발명의 효과

16   17  

도면의 간단한 설명

18   19  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

20  

발명의 실시를 위한 형태

21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47  

청구범위

1   2   3   4   5   6  

도면

1   2  

명세서

발명의 명칭 : 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기

기술분야

[1]
본 발명은 인버터 회로기판이 내장된 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터 커버 및 인버터 회로기판의 중앙부에서 발생하는 진동을 저감 시킴으로써 외부로 방사되는 소음을 완화 시킬 수 있는 전동압축기에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기이다. 상기 압축기는 유체를 압축하는 방식에 따라 회전 압축기, 왕복동 압축기, 전동압축기 등으로 분류될 수 있다.
[3]
상기 전동압축기는 건물용 공조기는 물론 차량용 공조기 분야에 널리 적용하는 고효율 저소음 압축기이다.
[4]
상기 전동압축기는 두 개의 스크롤이 상대 선회운동을 하면서 양쪽 스크롤 사이에 흡입실, 중간압실, 토출실로 된 두 개의 한 쌍의 압축실을 형성하고, 이 압축실이 지속적으로 중심 방향으로 이동하면서 체적이 작아져 냉매가 연속으로 흡입 압축되며 토출되는 방식이다.
[5]
대한민국 특허공개공보 제10-2013-0026291호를 참조하면, 종래의 압축기는 케이싱의 내부에 구동력을 발생시키는 구동모터, 상기 구동모터에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 압축기구부 및 상기 구동모터를 제어하는 인버터기판을 포함한다.
[6]
상기 케이싱은 상기 구동모터, 상기 압축기구부 및 상기 인버터기판이 수용되는 하우징 및 상기 하우징에 결합되고, 상기 인버터기판을 복개하는 인버터 커버를 포함하는데, 상기 인버터 커버는 상기 케이싱의 기밀을 유지시키고, 상기 인버터기판을 보호한다.
[7]
종래의 인버터 커버는 격판부 및 상기 격판부의 외주부로부터 돌출형성되고, 상기 하우징에 결합되는 측판부를 포함하고, 종래의 인버터 커버는 그 인버터 커버와 상기 인버터기판 사이 절연을 위해 상기 격판부와 상기 측판부가 이루는 공간 측으로 삽입되어 상기 격판부에 부착되는 절연지를 포함한다.
[8]
여기서 상기 격판부는 상기 절연지의 부착을 위해 평평하고 얇은 판형으로 형성되고, 상기 절연지는 접착제로 상기 격판부에 부착된다.
[9]
그러나 종래의 압축기는 커버와 인버터 회로(PCB)가 외측만 고정되어 중앙부는 진동에 의해서 소음과 진동이 증폭되는 문제점이 있었다.
[10]
더욱 구체적으로, 상기 인버터 커버의 격판부가 평평하고 얇은 판형으로 형성됨에 따라, 그 인버터 커버의 강도가 약해 조그만 충격에도 상기 인버터 커버가 쉽게 손상 및 파손되고, 그 인버터 커버의 소음 진동 감쇠 성능이 미약하여 상기 구동모터, 상기 압축기구부 등의 작동으로 발생되는 소음과 진동이 상기 인버터 커버에 의해 충분히 감쇠되지 못하고 상기 케이싱의 외부로 전파되는 문제점이 있었다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[11]
본 발명은 인버터 커버 및 인버터 회로기판의 중앙부에서 발생하는 진동을 저감 시킴으로써 외부로 방사되는 소음을 완화 시킬 수 있는 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

과제 해결 수단

[12]
본 발명에 따른 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기는 내부 중심에 회전자 및 회전축이 배치되고, 상기 회전자의 외측에는 고정자가 이격 구성되며, 상기 고정자의 전자유도작용에 의해 상기 회전자 및 회전축이 회전하는 하우징과, 상기 하우징에 내장되고, 일측면에 선회랩이 형성되며, 대향측면에는 상기 회전축의 일단과 연결되어, 상기 회전자가 회전함에 따라 선회운동을 하는 선회스크롤과, 상기 하우징에 결합되고 상기 하우징에 내장된 상기 선회스크롤 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회스크롤의 선회랩과 상응하여 압축실을 이루어, 인입된 냉매를 압축 후, 토출되도록 하는 고정랩이 형성된 고정스크롤과, 상기 고정스크롤 배후면에 결합되고, 상기 고정스크롤에 인접하는 내측에는 상기 고정스크롤에서 토출된 냉매를 수용하는 토출챔버가 형성된 토출캡을 포함하고, 상기 하우징의 외측면에 형성한 인버터 수용공간과, 상기 인버터 수용공간의 내부에 결합되어, 인버터 회로기판을 인버터 수용공간에 고정하는 회로기판 브라켓과, 상기 회로기판 브라켓에 장착되면서 상기 회전자와 전기적으로 연결되어, 상기 회전자의 회전을 인버터 제어하는 인버터 회로기판과, 상기 인버터 회로기판의 외측면 중앙에 면접하는 환 상의 절연탄성부재 및 상기 절연탄성부재와 내측면이 면접하면서 체결볼트의 체결로 상기 인버터 수용공간에 결합되어, 상기 인버터 수용공간을 밀폐하는 인버터 커버를 포함한다.
[13]
이때 본 발명에 따른 상기 인버터 커버는 상기 인버터 회로기판을 향하는 그 내측면에 가이드를 돌출형성하여, 상기 인버터 수용공간에 상기 인버터 커버를 결합할 시, 상기 환 상의 절연탄성부재의 중심공에 가이드가 삽입결합된다.
[14]
그리고 본 발명에 따른 상기 가이드의 중심에는 상기 체결볼트가 관통하는 중공을 형성하고, 상기 가이드는 상기 절연탄성부재의 중심공에 삽입되면서 상기 인버터 회로기판을 관통하여 회로기판 브라켓을 지지하는 것이 바람직하다.
[15]
또한, 본 발명에 따른 상기 하우징 중 체결볼트가 체결되는 볼트공은 회전축 중심으로부터 반경 30~40mm 이내에 위치하면서, 상기 회전축을 기준으로 상측에 위치한다.

발명의 효과

[16]
본 발명에 따른 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.
[17]
인버터 커버 및 인터버 회로기판 중앙부 사이에 절연탄성부재를 배치하여, 상기 인버터 커버 및 인터버 회로기판 중앙부에서 발생하는 진동을 저감 시킴으로써 외부로 방사되는 소음을 완화 시킬 수 있는 효과를 가진다.

도면의 간단한 설명

[18]
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기의 구성을 보인 예시도이다.
[19]
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기의 구성을 보인 예시도이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[20]
본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기는 내부 중심에 회전자 및 회전축이 배치되고, 상기 회전자의 외측에는 고정자가 이격 구성되며, 상기 고정자의 전자유도작용에 의해 상기 회전자 및 회전축이 회전하는 하우징과, 상기 하우징에 내장되고, 일측면에 선회랩이 형성되며, 대향측면에는 상기 회전축의 일단과 연결되어, 상기 회전자가 회전함에 따라 선회운동을 하는 선회스크롤과, 상기 하우징에 결합되고 상기 하우징에 내장된 상기 선회스크롤 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회스크롤의 선회랩과 상응하여 압축실을 이루어, 인입된 냉매를 압축 후, 토출되도록 하는 고정랩이 형성된 고정스크롤과, 상기 고정스크롤 배후면에 결합되고, 상기 고정스크롤에 인접하는 내측에는 상기 고정스크롤에서 토출된 냉매를 수용하는 토출챔버가 형성된 토출캡;을 포함하고, 상기 하우징의 외측면에 형성한 인버터 수용공간과, 상기 인버터 수용공간의 내부에 결합되어, 인버터 회로기판을 인버터 수용공간에 고정하는 회로기판 브라켓과, 상기 회로기판 브라켓에 장착되면서 상기 회전자와 전기적으로 연결되어, 상기 회전자의 회전을 인버터 제어하는 인버터 회로기판과, 상기 인버터 회로기판의 외측면 중앙에 면접하는 환 상의 절연탄성부재 및 상기 절연탄성부재와 내측면이 면접하면서 체결볼트의 체결로 상기 인버터 수용공간에 결합되어, 상기 인버터 수용공간을 밀폐하는 인버터 커버를 포함한다.

발명의 실시를 위한 형태

[21]
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
[22]
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[23]
본 발명은 인버터 커버 및 인버터 회로기판의 중앙부에서 발생하는 진동을 저감시킴으로써 외부로 방사되는 소음을 완화 시킬 수 있는 전동압축기에 관한 것으로, 도면을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
[24]
도 1 및 도 2를 참조한 본 발명의 실시 예에 따른 전동압축기(100)는 하우징(110), 선회스크롤(120), 고정스크롤(130), 토출캡(200)이 포함되는데, 먼저 상기 하우징(110)은 그 내부 공간에 회전자(111) 및 회전축(113)이 구비된다.
[25]
이때 상기 회전자(111)를 기준으로 외주변에는 고정자(112)가 구성되며, 상기 고정자(112)의 전자유도작용에 의해 상기 회전자(111) 및 회전축(113)이 회전하게 된다.
[26]
상기 하우징(110)의 내부에 수용되는 상기 회전자(111)와 고정자(112)는 일반적인 전동모터의 구성과 같이 상기 고정자(112)가 상기 하우징(110)의 내측면을 따라 장착되고, 상기 회전자(111)는 상기 고정자(112)의 내부에 회전 가능하게 이격되어 배치된다.
[27]
따라서 상기 회전축(113)은 상기 회전자(111)의 내부에 회전 가능하게 장착되어, 외부에서 공급되는 전원에 의해 상기 고정자(112)에서 전자기장이 발생하게 되면, 전자유도작용에 의해 상기 고정자(112)의 내부에 장착된 상기 회전자(111) 및 회전축(113)이 회전운동하고, 상기 회전자(111)가 회전함에 따라 스크롤 압축이 이루어진다.
[28]
상기한 스크롤 압축이 이루어지기 위해 상기 하우징(110)의 일측면에 나선형의 선회랩(121)이 형성된 선회스크롤(120)이 장착되는데, 상기 선회스크롤(120)은 상기 회전축(113)의 일단과 연결되고, 상기 하우징(110)과 연결되는 센터하우징의 내부에 베어링에 의해 회전 가능하게 구비된다.
[29]
따라서 상기한 구성에 의해 상기 회전자(111)가 상기 고정자(112)의 전자유도작용에 의해 회전함에 따라 상기 회전축(113)이 회전하게 되면, 상기 선회스크롤(120)이 회전되면서 상기 선회스크롤(120)의 일측면에 형성된 선회랩(121) 또한 선회운동하게 된다.
[30]
그리고 상기 하우징(110)와 상기 선회스크롤(120) 사이에는 원 궤도상으로 운동하면서 상기 선회스크롤(120)의 자전을 방지하는 올덤커플링(미부호)이 더 구비될 수도 있다.
[31]
상기 하우징(110) 중 선회스크롤(120)이 구비된 일측에는 고정스크롤(130)이 결합되는데, 상기 고정스크롤(130)에는 고정랩(131)이 형성되어 있으며, 상기 고정랩(131)은 상기 선회스크롤(120)의 선회랩(121)과 맞물리게 서로 결합된다.
[32]
상기 고정스크롤(130)이 상기 하우징(110)에 결합됨에 따라 상기 고정스크롤(130)의 고정랩(131)이 상기 선회랩(121)과 서로 맞물리게 배치되어, 상기 선회랩(121)의 선회운동에 따라 인입된 냉매를 압축, 토출하는 압축실을 형성하게 된다.
[33]
상기 선회스크롤(120)의 선회랩(121)과 상기 고정스크롤(130)의 고정랩(131)의 너비에 따라 압축용량이 결정되는데, 상기 선회랩(121)과 고정랩(131)의 너비가 종래의 것보다 상대적으로 길면 압축용량이 증가되고, 반대로 종래의 것보다 너비가 상대적으로 짧으면 압축용량이 낮아진다.
[34]
그리고 상기 고정스크롤(130)은 상기 하우징(110)의 일단과 그 둘레가 같게 형성되는 것이 바람직하고, 상기 고정스크롤(130)을 상기 하우징(110)의 일단에 결합할 시 상기 고정스크롤(130)과 상기 하우징(110)의 일단 사이에는 오링(미도시)이 구비되어 상기 고정스크롤(130)과 상기 하우징(110) 일단 사이의 기밀이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
[35]
그리고 상기 고정스크롤(130)의 배후에는 토출캡(200)이 결합되는데, 상기 토출캡(200)에는 냉매가 흡입되는 흡입포트(미부호)와, 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(미부호)가 구비되는 것이 바람직하다.
[36]
이때 상기 고정스크롤(130) 배후면에 밀착 결합되는 상기 토출캡(200)은 상기 고정스크롤(130)에 인접하는 내측 공간에 상기 고정스크롤(130)에서 토출된 냉매를 수용하는 토출챔버가 형성된다.
[37]
또한, 본 발명에 따른 상기 하우징(110)의 외측면에는 인버터 수용공간(300)이 형성되는데, 상기 인버터 수용공간(300)의 내부에는 회로기판 브라켓(310), 인버터 회로기판(320), 및 절연탄성부재(330)가 내장되고, 상기 인버터 수용공간(300)의 외측에는 인버터 커버(340)가 결합되어, 상기 인버터 수용공간(300)을 밀폐한다.
[38]
상기 회로기판 브라켓(310)는 상기 인버터 수용공간(300)의 내부에 결합되어, 인버터 회로기판(320)을 인버터 수용공간(300) 내부에 고정하는 것으로, 전체적인 형상이 판 상으로 주변은 상기 인버터 수용공간(300)의 내부 공간의 주변과 상응하는 형태로 형성되어, 상기 인버터 수용공간(300)의 내부에 내장된다.
[39]
상기 회로기판 브라켓(310)에는 인버터 회로기판(320)이 장착되는데, 상기 인버터 회로기판(320)은 상기 하우징(110)의 내부에 구비된 회전자(111)와 전기적으로 연결되어, 상기 회전자(111)의 회전을 인버터 제어되도록 한다.
[40]
그리고 상기 인버터 회로기판(320)의 외측면 중앙에는 환상의 절연탄성부재(330)가 면접하는데, 상기 절연탄성부재(330)는 고무댐퍼로, 중심에 중심공(331)이 형성된 환상으로 형성되고, 상기 인버터 회로기판(320)의 외측면 중앙에 위치되면서 인버터 커버(340)의 내측면과 면접하게 된다.
[41]
이때 상기 절연탄성부재(330)의 두께는 브라켓(310) 일측과 인버터 커버(340) 내측의 간격보다 크게 형성하여, 상기 인버터 커버(340)의 내측에 일정거리로 상기 인버터 회로기판(320)을 지지하게 한다.
[42]
상기 인버터 커버(340)는 상기 절연탄성부재(330)와 내측면이 면접하면서 체결볼트(350)의 체결로 상기 인버터 수용공간(300)에 결합되어, 상기 인버터 수용공간(300)을 밀폐한다.
[43]
상기 인버터 커버(340)는 상기 인버터 회로기판(320)을 향하는 그 내측면에 가이드(341)를 돌출형성하는데, 상기 가이드(341)는 상기 인버터 수용공간(300)에 상기 인버터 커버(340)를 결합할 시, 상기 환상의 절연탄성부재(330)의 중심공(331)에 가이드(341)가 삽입되면서, 상기 인버터 회로기판(320)을 관통하여 회로기판 브라켓(310)에 지지되도록 결합된다.
[44]
또한, 상기 가이드(341)의 중심에는 중공(342)을 형성하는데 상기 가이드(341)의 중공(342)에 상기 체결볼트(350)가 관통하여 상기 하우징(110)에 체결된다.
[45]
여기서 상기 하우징(110) 중 상기 체결볼트(350)가 체결되는 볼트공은 회전축(113) 중심으로부터 반경 40mm 이내에 위치하는데, 바람직하게는 도면에 도시한 바와같이 상기 회전축(113)을 기준으로 상측에 위치하는 것이 바람직하다.
[46]
따라서 상기와 같이 본 발명에 따른 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기는 상기 하우징(110)의 외측면에 형성된 인버터 수용공간(300)에 상기 회로기판 브라켓(310)에 의해 고정된 인버터 회로기판(320)을 내장하고, 상기 인버터 커버(340)와 인버터 회로기판(320) 사이에 환상의 절연탄성부재(330)를 배치하면서, 체결볼트(350)를 관통시켜 상기 하우징(110)에 체결되도록 하여, 상기 인버터 커버(340) 및 인버터 회로기판(320)의 중앙부에서 발생하는 진동을 저감시킴으로써 외부로 방사되는 소음을 완화 시킬 수 있어, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있다.
[47]
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
내부 중심에 회전자 및 회전축이 배치되고, 상기 회전자의 외측에는 고정자가 이격 구성되며, 상기 고정자의 전자유도작용에 의해 상기 회전자 및 회전축이 회전하는 하우징; 상기 하우징에 내장되고, 일측면에 선회랩이 형성되며, 대향측면에는 상기 회전축의 일단과 연결되어, 상기 회전자가 회전함에 따라 선회운동을 하는 선회스크롤; 상기 하우징에 결합되고 상기 하우징에 내장된 상기 선회스크롤 측으로 향하는 면에는 선회운동하는 상기 선회스크롤의 선회랩과 상응하여 압축실을 이루어, 인입된 냉매를 압축 후, 토출되도록 하는 고정랩이 형성된 고정스크롤; 상기 고정스크롤 배후면에 결합되고, 상기 고정스크롤에 인접하는 내측에는 상기 고정스크롤에서 토출된 냉매를 수용하는 토출챔버가 형성된 토출캡;을 포함하고, 상기 하우징의 외측면에 형성한 인버터 수용공간; 상기 인버터 수용공간의 내부에 결합되어, 인버터 회로기판을 인버터 수용공간에 고정하는 회로기판 브라켓; 상기 회로기판 브라켓에 장착되면서 상기 회전자와 전기적으로 연결되어, 상기 회전자의 회전을 인버터 제어하는 인버터 회로기판; 상기 인버터 회로기판의 외측면 중앙에 면접하는 환 상의 절연탄성부재; 및 상기 절연탄성부재와 내측면이 면접하면서 체결볼트의 체결로 상기 인버터 수용공간에 결합되어, 상기 인버터 수용공간을 밀폐하는 인버터 커버;를 포함하는 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기.
[청구항 2]
청구항 1에 있어서, 상기 인버터 커버는 상기 인버터 회로기판을 향하는 그 내측면에 가이드를 돌출형성하여, 상기 인버터 수용공간에 상기 인버터 커버를 결합할 시, 상기 환 상의 절연탄성부재의 중심공에 가이드가 삽입결합되는 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기.
[청구항 3]
청구항 2에 있어서, 상기 가이드의 중심에는 상기 체결볼트가 관통하는 중공을 형성한 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기.
[청구항 4]
청구항 3에 있어서, 상기 가이드는 상기 절연탄성부재의 중심공에 삽입되면서 상기 인버터 회로기판을 관통하여 회로기판 브라켓을 지지하는 인버터 회로기판이 내장된 전동압축기.
[청구항 5]
청구항 4에 있어서, 상기 하우징 중 체결볼트가 체결되는 볼트공은 회전축 중심으로부터 반경 30~40mm 이내에 위치하는 전동압축기.
[청구항 6]
청구항 5에 있어서, 상기 하우징 중 체결볼트가 체결되는 볼트공은 상기 회전축을 기준으로 상측에 위치하는 전동압축기.

도면

[도1]

[도2]