KR102379938B1 - 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체 - Google Patents

전동압축기용 커패시터 하우징 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체에 관한 것으로서, 다수개의 커패시터(3)가 이격된 상태로 각각 삽입되도록 상기 커패시터(3)의 외주면과 대응되는 형상으로 이루어진 장착부(110)와, 상기 장착부(110)와 연통된 상태로 별도의 공간으로 구획되어 상기 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 저장되는 전해액 저장부(120)를 포함하는 커패시터 하우징(100); 및 상기 커패시터(3)가 장착부(110)에 안착된 이후에 상기 커패시터 하우징(100)의 상면에 결합되는 어퍼 하우징(200)을 포함한다.

Description

전동압축기용 커패시터 하우징 조립체{Electric Compressor capacitor housing assembly}
본 발명은 커패시터 하우징 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동압축기의 인버터 하우징에 구비된 커패시터에서 분출된 전해액으로 인해 고전압 컨버터의 고장 또는 소손을 사전에 예방하여 전동압축기의 안정적인 작동을 위한 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체에 관한 것이다.
자동차는 실내의 냉난방을 위한 공조시스템(Air Conditioning System)을 구비하고 있다. 이러한 공조시스템은 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다. 이와 같은 압축기에는 엔진을 구동원으로 회전을 하여 압축을 수행하는 기계식과, 모터를 구동원으로 하는 전동식이 있다.
첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하면, 전동압축기는 인버터의 안정적인 구동을 위해 안정적으로 전압이 일정하게 공급되는 것이 상당히 중요하다. 이를 위해 상기 전동압축기 인버터 하우징에는 인쇄회로기판(2)의 일면에 커패시터(3)가 장착된 커패시터 하우징(4)이 장착된다.
상기 커패시터 하우징(4)은 L자 형태로 이루어지고 다수개의 커패시터가 도면에 도시된 상태로 장착된다. 상기 커패시터(3)는 전해 커패시터가 주로 사용되며 직류 입력 전압 리플을 저감하기 위해 사용된다.
이와 감께 인버터 하우징에는 인쇄회로기판(2)에 스위칭소자(IGBT;Insulated Gate Bipolar Transistor)와 커패시터(3)를 비롯한 각종 회로소자가 실장된 형태로 구비되는 인버터가 설치된다.
상기 인버터의 스위칭 소자와 커패시터(3)는 열이 많이 발생하여 방열을 필요로 하는데, 특히, 커패시터(3)는 인버터의 전자 부품 중에서 크기가 가장 크고 타 부품들에 비해 주변 환경의 영향을 크게 받으므로 인버터의 수명을 결정하는 가장 큰 요소 중의 하나이다.
상기 인버터는 정상적인 전압이 인가되지 않고 과전압이 인가되거나 작업자의 부주의에 의해 인버터 고전압 라인에 역전압이 인가될 경우 상기 인버터는 파손될 수 있으며 고전압 회로상의 소자들 중 내전압이 가장 낮은 소자가 먼저 파손되는 현상이 발생한다.
이로 인해 커패시터 내부의 전해액이 A위치로 도시된 화살표 방향으로 분출될 경우 상기 전해액은 인버터 회로에 위치된 각종 전기소자의 핀에 접촉되거나 주위의 연결 회로를 손상시켜 단락 현상이 발생될 수 있는 문제점을 유발하여 이에 대한 시급한 대책이 필요하였다.
대한민국공개특허 10-2014-0101181 (2014. 8. 19 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전동압축기의 인쇄회로기판에 커패시터 하우징 조립체를 설치하여 다수개의 커패시터에 대한 장착을 실시하고, 상기 커패시터에서 전해액이 분출되는 경우에도 상기 인쇄회로기판으로 전해액이 분출되는 것을 안정적으로 차단할 수 있는 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전동압축기의 인쇄회로기판(2)에 장착되는 커패시터(3)가 수납되는 커패시터 하우징 조립체(1)로서, 상기 커패시터 하우징 조립체(1)는 다수개의 커패시터(3)가 이격된 상태로 각각 삽입되도록 상기 커패시터(3)의 외주면과 대응되는 형상으로 이루어진 장착부(110)와, 상기 장착부(110)와 연통된 상태로 별도의 공간으로 구획되어 상기 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 저장되는 전해액 저장부(120)를 포함하는 커패시터 하우징(100); 및 상기 커패시터(3)가 장착부(110)에 안착된 이후에 상기 커패시터 하우징(100)의 상면에 결합되는 어퍼 하우징(200)을 포함한다.
상기 커패시터 하우징(100)은 상기 장착부(110)의 하측에 형성되고 상기 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 1차로 저장되는 보조 저장부(130)를 더 포함한다.
상기 보조 저장부(130)는 상기 커패시터 하우징(100)과 상기 어퍼 하우징(200)이 서로 간에 결합될 경우 밀폐 공간이 형성되되, 상기 전해액 저장부(120)로 전해액이 이동되도록 상기 보조 저장부(130)에서 전해액 저장부(120)를 향해 개구된 통로(132)를 더 포함한다.
상기 전해액 저장부(120)는 상기 커패시터 하우징(100)의 일측 세로 방향을 따라 연장된 제1 전해액 저장부(122); 상기 제1 전해액 저장부(122)와 연통되고 상기 커패시터 하우징(100)의 일측 가로 방향을 따라 연장된 제2 전해액 저장부(124)를 포함한다.
상기 제1 전해액 저장부(122)와 제2 전해액 저장부(124)는 서로 간에 연통되어 전해액의 이동이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 전해액 저장부(124)는 상기 제1 전해액 저장부(122)에 비해 상대적으로 길게 연장된 것을 특징으로 한다.
상기 커패시터 하우징(100)이 설치된 이후에 상기 제1 전해액 저장부(122)로 이동된 전해액은 상기 제2 전해액 저장부(124)로 우선 이동되는 것을 특징으로 한다.
상기 전해액 저장부(120)는 전해액이 유입될 경우 외부로 유출되는 현상을 방지하기 위해 U자 형태의 단면으로 상부를 향해 소정의 높이로 연장된 것을 특징으로 한다.
상기 어퍼 하우징(200)은 상기 보조 저장부(130)의 상면과 밀착되어 밀폐 상태를 유지하는 보조 덮개(220)를 더 포함한다.
상기 어퍼 하우징(200)에는 상기 커패시터 하우징(100)을 향해 연장되고 세로 방향에 삽입 홈(212)이 형성된 결합부(210)가 구비되고, 상기 커패시터 하우징(100)에는 상기 결합부(210)와 마주보는 위치에 상기 삽입 홈(212)에 삽입되는 돌기부(140)가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 어퍼 하우징(200)은 상기 전해액 저장부(120)와 대응되는 위치에 대응되는 형상을 갖는 홈부(202)를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 전동압축기의 인버터 하우징에 구비된 커패시터에서 전해액이 분출되는 경우에도 이를 안정적으로 보관할 수 있는 전해액 저장부를 통해 상기 전동압축기의 오작동 또는 고가의 전자부품이 소손되는 현상을 사전에 예방하여 전동압축기의 안정적인 작동을 도모할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 커패시터 하우징에 커패시터가 장착된 상태에서 전해액이 분출될 경우 위치에 상관없이 이를 안정적으로 저장할 수 있어 전동압축기의 설치 방향에 구애받지 않고 사용할 수 있다.
도 1은 종래 전동압축기의 인쇄회로기판에 장착되는 커패시터를 도시한 사시도.
도 2는 종래의 커패시터에서 전해액이 분출되는 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체를 다른 각도에서 도시한 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체의 결합 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체의 사용상태도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체의 결합 사시도이다.
첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 에에 의한 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체(1)는 전동압축기의 인쇄회로기판(2)에 장착되는 커패시터(3)가 수납되는 커패시터 하우징 조립체(1)로서, 다수개의 커패시터가 이격된 상태로 각각 삽입되도록 상기 커패시터(3)의 외주면과 대응되는 형상으로 이루어진 장착부(110)와, 상기 장착부(110)와 연통된 상태로 별도의 공간으로 구획되어 상기 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 저장되는 전해액 저장부(120)를 포함하는 커패시터 하우징(100); 및 상기 커패시터(3)가 장착부(110)에 안착된 이후에 상기 커패시터 하우징(100)의 상면에 결합되는 어퍼 하우징(200)을 포함한다.
상기 인쇄회로기판(2)은 고전압 컨버터(미도시)가 배치되는 A위치를 향해 상기 커패시터(3)에서 전해액이 분출되는 경우 이를 안전하게 보호하기 위해 사용되는데, 상기 고전압 커넥터의 경우 배터리에서 공급된 전원을 인버터 소자에서 전력 변환을 실시하고, 이를 전동압축기의 모터에 공급하기 위해 구비된다.
커패시터(3)는 인버터의 전자 부품 중에서 크기가 가장 크고 다른 부품들에 비해 주변 환경의 영향을 크게 받으므로 인버터의 수명을 결정하는 가장 큰 요소 중의 하나이다.
즉 전동압축기는 차량의 엔진룸에 주로 장착되므로 상기 엔진룸의 온도가 고온으로 상승될 경우 방열이 안정적으로 이루어지지 않게 되면 상기 커패시터(3)의 수명을 단축시킬 수 있다.
또한 커패시터(3)에 인가되는 전류량이 허용치보다 크게 인가될 경우 상기 커패시터(3)의 수명이 단축되거나 전해액이 외부로 분출되는 문제점이 발생되었다.
상기 고전압 커넥터와 함께 커패시터(3)는 커패시터 하우징(100)에 구비된 장착부(110)에 삽입되는데, 상기 커패시터(3)가 원기둥 형태로 형성되므로 상기 장착부(110) 또한 상기 커패시터(3)와 대응되는 형상으로 이루어진다.
일 예로 커패시터 하우징(100)은 L자 형태로 이루어지고 세로 방향에 2개의 커패시터(3)가 상기 장착부(110)에 장착되고, 가로 방향에 2개의 커패시터(3)가 장착부(110)에 장착된다.
특히 전동압축기의 경우 다수개의 커패시터(3)가 장착되는데, 복수개의 커패시터(3)에서 전해액이 분출될 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 커패시터 하우징(100)은 상기 장착부(110)의 하측에 독립된 공간으로 상기 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 1차로 저장되는 보조 저장부(130)를 더 포함한다.
상기 보조 저장부(130)는 상기 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 일차적으로 저장된 상태가 유지되어 고전압 컨버터가 위치된 곳으로 직접적인 누출이 발생되지 않는다.
상기 보조 저장부(130)는 다량의 전해액이 저장되는 공간을 제공하지는 않으나 급격하게 전해액이 분출되는 초기에 이를 저장할 수 있는 공간을 제공하여 고전압 컨버터가 설치된 위치로 전해액이 이동되는 것을 방지할 수 있다.
상기 보조 저장부(130)는 상기 커패시터 하우징(100)과 상기 어퍼 하우징(200)이 서로 간에 결합될 경우 밀폐 공간이 형성되되, 상기 전해액 저장부(120)로 전해액이 이동되도록 상기 보조 저장부(130)에서 전해액 저장부(120)를 향해 개구된 통로(132)를 더 포함한다.
상기 통로(132)는 커패시터 하우징(100)이 인쇄회로기판(2)에 장착된 상태를 기준으로 전해액 저장부(120)를 향해 각각 개구되어 있으므로 커패시터 하우징(100)의 어느 위치에 커패시터(3)가 장착된 경우에도 전해액 저장부(120)를 향해 분출된 전해액이 저장 및 특정 방향으로 이동된다.
따라서 다량의 전해액이 커패시터(3)에서 분출되는 경우에도 상기 전해액 저장부(120)의 외측으로 분출되는 현상이 차단되므로 인쇄회로기판(2)의 손상이 방지된다.
통로(132)는 커패시터(3)가 커패시터 하우징(100)의 세로 방향에 장착된 경우 우측에 위치된 전해액 저장부(120)를 향해 개구되므로 화살표 방향으로 분출된 전해액이 통로(132)를 통해 전해액 저장부(120)로 이동된다.
또한 상기 커패시터(3)가 상기 커패시터 하우징(100)의 가로 방향에 장착된 경우 상기 통로(132)는 상부에 위치된 전해액 저장부(120)를 향해 개구되므로 커패시터(3)에서 전해액이 분출된 후에 상기 전해액 저장부(120)를 향해 안정적으로 이동된다.
전해액 저장부(120)는 커패시터 하우징(100)의 일측 세로 방향을 따라 연장된 제1 전해액 저장부(122)와, 상기 제1 전해액 저장부(122)와 연통되고 상기 커패시터 하우징(100)의 일측 가로 방향을 따라 연장된 제2 전해액 저장부(124)를 포함한다.
상기 제1 전해액 저장부(122)와 제2 전해액 저장부(124)는 서로 간에 연통되므로 전해액의 이동이 용이하게 이루어질 수 있다.
상기 제2 전해액 저장부(124)는 상기 제1 전해액 저장부(122)에 비해 상대적으로 길게 연장되는데 이와 같이 연장되는 이유는 커패시터(3)에서 전해액이 분출될 경우 1차로 제1 전해액 저장부(122)로 이동된 후에 상기 제2 전해액 저장부(124)로 이동되기 때문이다.
커패시터 하우징(100)은 인쇄회로기판(2)에 장착될 때 L자 형태가 유지된 상태로 장착되므로 전해액이 제1 전해액 저장부(122)로 이동될 경우 중력에 의해 상기 제2 전해액 저장부(124)를 향해 자연적으로 이동되므로 보다 많은 전해액이 저장될 수 있는 공간을 제공하기 위해 제2 전해액 저장부(120)의 길이가 길게 연장된다.
따라서 다수개의 커패시터(3)에서 전해액이 동시에 분출되는 경우에도 전해액 저장부(120)에 의해 안정적으로 전해액이 저장될 수 있어 전동압축기의 오작동 및 고장 발생을 사전에 차단할 수 있다.
상기 전해액 저장부(120)는 U자 형태의 단면으로 상부를 향해 소정의 높이로 연장되며 상부가 개방되나 상기 어퍼 하우징(200)과의 결합될 경우 개방된 상부가 밀폐 되므로 전해액이 상부를 통해 분출되는 현상이 발생되지 않고 안정적으로 보관된다. 따라서 고온의 온도조건에서 전동압축기가 사용되는 경우에도 커패시터(3)에서 분출된 전해액으로 인한 고전압 커낵터의 손상을 예방할 수 있다.
상기 어퍼 하우징(200)은 상기 보조 저장부(130)의 상면과 밀착되어 밀폐 상태를 유지하는 보조 덮개(220)를 더 포함하는데, 상기 보조 덮개(220)는 전술한 장착부(110)의 개구된 상부를 커버하여 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 어퍼 하우징(200)의 외측으로 분출되는 현상을 예방한다. 따라서 커패시터(3)에서 전해액이 분출되는 경우에도 어퍼 하우징(200)의 외측으로 분출되지 않아 인쇄회로기판(2)에 실장된 전자부품의 소손을 방지할 수 있다.
상기 어퍼 하우징(200)은 상기 전해액 저장부(120)와 대응되는 위치에 대응되는 형상을 갖는 홈부(202)를 더 포함한다. 상기 홈부(202)는 전해액 저장부(120)의 상면과 밀착될 경우 원형 또는 다각형상의 밀폐된 공간이 형성되므로 분출된 전해액의 외부 누출이 차단된다.
따라서 전해액 저장부(120)로 전해액이 전해액이 소정의 압력으로 다량 분출되는 경우에도 인쇄 회로 기판(2)의 손상이 방지된다.
커패시터 하우징(100)과 어퍼 하우징(200)이 서로 간에 조립되기 위해 상기 어퍼 하우징(200)에는 상기 커패시터 하우징(100)을 향해 연장되고 세로 방향에 삽입 홈(212)이 형성된 결합부(210)가 구비되고, 상기 커패시터 하우징(100)에는 상기 결합부(210)와 마주보는 위치에 상기 삽입 홈(212)이 삽입되는 돌기부(140)가 구비된다.
작업자가 어퍼 하우징(200)을 커패시터 하우징(100)에 결합시키기 위해 조립할 경우 상기 결합부(210)가 돌기부(140)에 조립되고, 상기 돌기부(140)는 상기 삽입 홈(212)에 삽입되어 상기 커패시터 하우징(100)과 어퍼 하우징(200)이 서로 간에 조립된다.
상기 결합부(210)는 안정적인 고정을 위해 복수개가 구비되며 설치 위치 또한 일정 간격으로 이격된 위치에 배치된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 커패시터 하우징 조립체
2 : 인쇄회로기판
3 : 커패시터
100 : 커패시터 하우징
110 : 장착부
120 : 전해액 저장부
122 : 제1 전해액 저장부
124 : 제2 전해액 저장부
130 : 보조 저장부
132 : 통로
140 : 돌기부
200 : 어퍼 하우징
210 : 결합부
212 : 삽입 홈

Claims (11)

  1. 전동압축기의 인쇄회로기판(2)에 장착되는 커패시터(3)가 수납되는 커패시터 하우징 조립체(1)로서,
    상기 커패시터 하우징 조립체(1)는,
    다수개의 커패시터(3)가 이격된 상태로 각각 삽입되도록 상기 커패시터(3)의 외주면과 대응되는 형상으로 이루어진 장착부(110)와, 상기 장착부(110)와 연통된 상태로 별도의 공간으로 구획되어 상기 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 저장되는 전해액 저장부(120)를 포함하는 커패시터 하우징(100); 및
    상기 커패시터(3)가 장착부(110)에 안착된 이후에 상기 커패시터 하우징(100)의 상면에 결합되는 어퍼 하우징(200)을 포함하되,
    상기 커패시터 하우징(100)은 상기 장착부(110)의 하측에 형성되고 상기 다수의 커패시터(3)에서 분출된 전해액이 각각 독립적으로 1차로 저장되는 보조 저장부(130)를 더 포함하고,
    상기 전해액 저장부(120)는 상기 커패시터 하우징(100)의 일측 세로 방향을 따라 연장된 제1 전해액 저장부(122)와, 상기 제1 전해액 저장부(122)와 연통되고 상기 커패시터 하우징(100)의 일측 가로 방향을 따라 연장된 제2 전해액 저장부(124)를 포함하며,
    상기 제1,2 전해액 저장부(122, 124)는 상기 인쇄회로기판(2)의 고전압 컨버터가 배치되는 위치를 바라보며 각각 서로 다른 방향으로 연장된 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 저장부(130)는,
    상기 커패시터 하우징(100)과 상기 어퍼 하우징(200)이 서로 간에 결합될 경우 밀폐 공간이 형성되되,
    상기 전해액 저장부(120)로 전해액이 이동되도록 상기 보조 저장부(130)에서 전해액 저장부(120)를 향해 개구된 통로(132)를 더 포함하는 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전해액 저장부(122)와 제2 전해액 저장부(124)는 서로 간에 연통되어 전해액의 이동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전해액 저장부(124)는,
    상기 제1 전해액 저장부(122)에 비해 상대적으로 길게 연장된 것을 특징으로 하는 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 커패시터 하우징(100)이 설치된 이후에 상기 제1 전해액 저장부(122)로 이동된 전해액은 상기 제2 전해액 저장부(124)로 우선 이동되는 것을 특징으로 하는 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전해액 저장부(120)는,
    전해액이 유입될 경우 외부로 유출되는 현상을 방지하기 위해 U자 형태의 단면으로 상부를 향해 소정의 높이로 연장된 것을 특징으로 하는 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 어퍼 하우징(200)은,
    상기 보조 저장부(130)의 상면과 밀착되어 밀폐 상태를 유지하는 보조 덮개(220)를 더 포함하는　전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 어퍼 하우징(200)에는,
    상기 커패시터 하우징(100)을 향해 연장되고 세로 방향에 삽입 홈(212)이 형성된 결합부(210)가 구비되고,
    상기 커패시터 하우징(100)에는 상기 결합부(210)와 마주보는 위치에 상기 삽입 홈(212)에 삽입되는 돌기부(140)가 구비된 것을 특징으로 하는 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 어퍼 하우징(200)은,
    상기 전해액 저장부(120)와 대응되는 위치에 대응되는 형상을 갖는 홈부(202)를 더 포함하는 전동압축기용 커패시터 하우징 조립체.
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