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

전동 압축기, 인버터 제조장치 및 인버터 제조방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an electric compressor, an inverter manufacturing apparatus and an inverter manufacturing method, and more particularly, to an electric compressor, an inverter assembly jig and It relates to a method of manufacturing an inverter.
  • a compressor used in an air conditioning system of a vehicle performs a function of sucking a refrigerant that has been evaporated from an evaporator, making it a high temperature and high pressure state that is easy to liquefy, and transferring it to a condenser.
  • Such a compressor is divided into a mechanical compressor that performs a compression operation by receiving driving force from the engine of the vehicle, and an electric compressor that performs a compression operation by driving an electric motor (hereinafter referred to as a motor) according to a separate power supply. It is formed so that the cooling efficiency is variably adjusted while the rotation speed and torque of the motor are controlled.
  • the conventional electric compressor includes a motor for generating power, a compression mechanism for receiving power from the motor to compress a refrigerant, and an inverter for controlling the motor.
  • the inverter includes a substrate on which a plurality of elements are mounted and a frame on which a switching element is disposed and fastened to the substrate, the plurality of elements are arranged on the substrate, the frame is assembled on the substrate, and the inverter manufacturing apparatus After being seated on a pallet, the device is soldered by, for example, a selective soldering method.
  • an object of the present invention is to provide a motor-driven compressor, an inverter manufacturing apparatus, and an inverter manufacturing method capable of preventing soldering defects by preventing a plurality of elements from being separated from a predetermined position.
  • Another object of the present invention is to provide an electric compressor, an inverter manufacturing apparatus, and an inverter manufacturing method capable of preventing a switching element from being damaged by heat due to soldering.
  • the present invention provides an electric compressor, an inverter manufacturing apparatus, and an inverter manufacturing method that can prevent damage to the inverter due to heat of the switching element when inspecting whether a plurality of elements and switching elements operate normally after soldering for another purpose.
  • the present invention provides an electric compressor and an inverter manufacturing apparatus capable of preventing damage to soldered portions of a plurality of elements after the inverter is mounted on the electric compressor due to a difference in stress applied to a plurality of elements and a switching element And it is another object to provide a method of manufacturing an inverter.
  • the housing a motor provided inside the housing; a compression mechanism receiving power from the motor and compressing the refrigerant; and an inverter for controlling the motor, wherein the inverter includes a substrate on which a plurality of elements are mounted and a frame coupled to the substrate, wherein the frame includes a support plate, a side plate portion protruding from the support plate toward the substrate;
  • an electric compressor comprising an arrangement plate on which switching elements connected to the substrate are arranged, and a connection bar connecting the support plate and the arrangement plate.
  • a fastening hole for fastening to the housing may be formed in the side plate portion.
  • the support plate and the arrangement plate may be formed to be spaced apart from each other, one end of the connection bar may be connected to the support plate, and the other end of the connection bar may be connected to the arrangement plate.
  • a plurality of connection bars may be formed, and the plurality of connection bars may be disposed along an outer periphery of the arrangement plate.
  • the support plate may include a filter accommodating part in which the filter element 141a is disposed, and one end of the plurality of connection bars may be connected to the filter accommodating part of the support plate and the other end may be connected to the arrangement plate.
  • connection bar may be formed such that the arrangement plate is relatively movable in a direction toward and away from the substrate with respect to the support plate.
  • the arrangement plate may include a barrier rib that surrounds the switching element and protrudes in a thickness direction of the switching element.
  • a plurality of the switching elements may be formed, and the plurality of switching elements may be disposed to face each other in a double row.
  • the present invention provides a first dummy plate fixed to the frame of an inverter having a substrate on which a plurality of elements of the electric compressor are mounted and a frame on which a switching element is disposed; and a second dummy plate coupled to the first dummy plate and in contact with the switching element to fix and radiate the switching element and the plurality of elements.
  • the second dummy plate may include a heat sink, and the heat sink may be formed to contact the switching element when the second dummy plate is coupled to the first dummy plate.
  • the frame includes a support plate, an array plate on which the switching elements are arranged, and a connection bar connecting the support plate and the array plate, and the heat sink connects the switching element when the second dummy plate is fastened to the first dummy plate. Press to change the relative position of the arrangement plate with respect to the support plate and may be formed to be in close contact with the switching element by the restoring force of the connection bar.
  • the frame includes a fastening hole fastened to the housing, and the first dummy plate includes a first base plate opposite to the substrate side and a first side plate bent from the first base plate and surrounding the outer periphery of the inverter, , the first base plate includes a guide pin inserted into the fastening hole and an opening exposing the board for soldering, and the first side plate has a fixing hole into which a fixture for fastening with the second dummy plate is inserted.
  • the first side plate may further include a mounting hole into which a mounting pin for simultaneously soldering a plurality of the inverters is inserted.
  • the second dummy plate may include a second base plate facing the frame side; a second side plate bent from the second base plate and fastened to the first side plate; and a heat sink installed on the second base plate and heat-exchangeable with the heat dissipation fins. may further include.
  • the switching element may be formed in plurality
  • the heat sink may be formed in the same number as the switching element
  • the second dummy plate may include an insulating bracket to insulate the plurality of heat sinks from each other.
  • the second dummy plate may include insulating paper that insulates the heat sink from the plurality of heat sinks.
  • the present invention provides a first preparation step of inserting a guide pin of the inverter manufacturing apparatus into a fastening hole of the frame and seating the inverter on the first dummy plate; a second preparation step of fixing the device of the inverter by fastening the second dummy plate to the first dummy plate, and connecting the device to the heat sink of the second dummy plate; a soldering step of soldering the element; and withdrawing the inverter from the inverter manufacturing apparatus.
  • the method may further include an inspection step of inspecting whether the device operates normally between the soldering step and the withdrawing step.
  • the inverter of the motor-compressor includes a substrate on which a plurality of elements are mounted and a frame coupled to the substrate, wherein the frame includes a support plate and the substrate from the support plate.
  • the inverter manufacturing apparatus includes a first dummy plate fixed to the frame and the second plate 1 comprising a second dummy plate coupled to a dummy plate to contact the switching device and fixing and dissipating the plurality of devices and the switching devices, the method comprising: seating the inverter on the first dummy plate; fastening the second dummy plate to the first dummy plate to fix the plurality of devices and the switching devices, and connecting the switching devices to the heat sink of the second dummy plate, and soldering the plurality of devices.
  • the inverter is prevented from being damaged by the heat of the switching element when inspecting whether the plurality of elements and the switching element operate normally.
  • the second dummy plate presses the inverter so that the same level of stress as when the inverter is mounted on the electric compressor is applied to the plurality of elements and the switching element even during soldering, the plurality of elements and Due to the difference in stress applied to the switching element, it is possible to prevent damage to the soldered portion of the plurality of elements after the inverter is mounted on the motor-driven compressor.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric compressor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing the inverter for the electric compressor of FIG. 1 from the frame side;
  • FIG. 3 is a front view showing a first dummy plate of the inverter manufacturing apparatus used for soldering the inverter for the electric compressor of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a front view showing a second dummy plate of the inverter manufacturing apparatus used for soldering the inverter for the electric compressor of FIG. 1;
  • Figure 5 is a rear view of Figure 4.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the inverter for the electric compressor of FIG. 1 is seated on the first dummy plate of FIG. 3;
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a state in which the second dummy plate of FIGS. 4 and 5 is fastened to the first dummy plate on which the inverter of FIG. 6 is seated;
  • FIG. 8 is a bottom view of FIG. 7;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a step of seating the inverter on the first dummy plate during the process of soldering the inverter for the electric compressor of FIG. 1 using the inverter manufacturing apparatus of FIGS. 3 to 5;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a step of fastening the second dummy plate to the first dummy plate as a next step of FIG. 9;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the step of seating the assembly between the plurality of inverters and the inverter manufacturing apparatus on the pellet as the next step of FIG.
  • Fig. 12 is a cross-sectional view showing a step of soldering as a next step of Fig. 11;
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the step of inspecting whether the device operates normally after withdrawing the assembly from the pellet as the next step of FIG. 12;
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a step of withdrawing the inverter from the inverter manufacturing apparatus as a next step of FIG. 13 .
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric compressor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing the electric compressor inverter of FIG. 1 from the frame side
  • FIG. 3 is a soldering of the electric compressor inverter of FIG.
  • It is a front view showing a first dummy plate among the inverter manufacturing apparatus used for 4
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the inverter for the electric compressor of FIG. 1 is seated on the first dummy plate of FIG. 3
  • FIG. 7 is a view on the first dummy plate on which the inverter of FIG. 6 is seated 4 and 5 are perspective views illustrating a state in which the second dummy plate is fastened
  • FIG. 8 is a bottom view of FIG. 7
  • FIGS. 9 to 14 are views of FIG. 1 using the inverter manufacturing apparatus of FIGS. 3 to 5 .
  • Cross-sectional views schematically illustrating a process of soldering an inverter
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the step of seating the inverter on the first dummy plate
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the step of fastening the second dummy plate to the first dummy plate as the next step of FIG. 11 is a cross-sectional view showing the step of seating the assembly between a plurality of inverters and the inverter manufacturing apparatus on the pellet as the next step of FIG. 10
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the soldering step as the next step of FIG. As the next step of FIG. 12, it is a cross-sectional view showing the step of inspecting whether the device operates normally after withdrawing the assembly from the pellet
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the step of withdrawing the inverter from the inverter manufacturing apparatus as the next step of FIG. am.
  • the motor-driven compressor 100 includes a housing 110, a motor 120 provided in the inner space of the housing 110 and generating power, and the motor It may include a compression mechanism 130 for receiving power from 120 to compress the refrigerant and an inverter 140 for controlling the motor 120 .
  • the housing 110 includes a motor housing 112 having a motor accommodating space in which the motor 120 is accommodated, and a front housing 114 coupled to one side of the motor housing 112 and accommodating the compression mechanism 130 . , a rear housing 116 coupled to the other side of the motor housing 112 and accommodating the inverter 140 and an inverter cover 118 coupled to the rear housing 116 and covering the inverter 140 . can do.
  • the motor 120 includes a stator 122 fixed to the inside of the motor housing 112 , a rotor 124 positioned inside the stator 122 and rotated by interaction with the stator 122 , and the It may include a rotation shaft 126 coupled to the rotor 124 and rotated together with the rotor 124 .
  • the compression mechanism 130 may include a fixed scroll 132 that is fixedly installed, and an orbiting scroll 134 that is meshed with the fixed scroll 132 to form a compression chamber and is interlocked with the rotating shaft 126 to pivot.
  • the compression mechanism 130 is formed in a so-called scroll type, but is not limited thereto, and may be formed in other types such as a reciprocating type or a vane rotary type.
  • the inverter 140 includes a substrate 142 on which a plurality of elements 141 necessary for inverter control are mounted and a frame 144 coupled to the substrate 142 . ) may be included.
  • the inverter 140 after the plurality of devices 141 are arranged on the substrate 142 and the frame 144 is assembled to the substrate 142 , for example, a selective soldering method is used.
  • the plurality of elements 141 are formed by soldering, and may be formed to prevent poor soldering and damage to the soldered elements.
  • the frame 144 has a disk portion C disposed at a position corresponding to the position where the motor 120 is provided, and a protrusion protruding from the disk portion C. (P) may be included.
  • the frame 144 includes a support plate 144a facing the substrate 142 , a switching element connected to the substrate 142 (eg, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), an intelligent power module (IPM)). etc.) 144d are arranged, a connection bar 144b connecting the support plate 144a and the arrangement plate 144c, and a side plate protruding from the support plate 144a toward the substrate 142 A portion 144e may be included.
  • a switching element connected to the substrate 142 eg, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), an intelligent power module (IPM)
  • IPM intelligent power module
  • the support plate 144a may be formed in both the region of the disk portion C and the region of the protrusion P.
  • a cutout 144aa in which the arrangement plate 144c is accommodated may be included in a central portion of the region of the disk portion C of the support plate 144a.
  • the support plate 144a includes, for example, a filter accommodating part 144ac in which a filter element 141a such as a capacitor or a condenser is disposed, and the filter accommodating part 144ac is the protrusion of the support plate 144a. It can be arranged in the region of (P).
  • the support plate 144a may include a plurality of ribs 144ad for strength improvement, and the plurality of ribs 144ad may be formed in a honeycomb structure to maximize strength improvement.
  • the arrangement plate 144c may be formed in a plate shape that is spaced apart from the support plate 144a while being accommodated in the cutout 144aa.
  • the arrangement plate 144c may include a partition wall 144ca that surrounds the switching element 144d and protrudes in the thickness direction of the switching element 144d.
  • the switching element 144d generates a lot of heat and a cold refrigerant in the motor housing. Heat exchange between the switching elements 144d may be used to smoothly dissipate heat.
  • the connecting bar 144b may extend from the support plate 144a to the arrangement plate 144c across the space between the support plate 144a and the arrangement plate 144c. That is, one end of the connection bar 144b may be connected to the support plate 144a, and the other end of the connection bar 144b may be connected to the arrangement plate 144c.
  • connection bars 144b may be formed, and the plurality of connection bars 144b may be disposed along an outer periphery of the arrangement plate 144c.
  • one end of one of the plurality of connection bars 144b may be connected to the filter accommodating part 144ac and the other end may be connected to the arrangement plate 144c.
  • connection bar 144b may be formed of an elastic material so that the arrangement plate 144c can move relatively toward and away from the substrate 142 with respect to the support plate 144a.
  • a guide pin 212aa of an inverter manufacturing apparatus 200 to be described later for fixing the inverter 140 is inserted, and the plurality of elements are inserted.
  • a fastening hole 144g into which a fixture for fastening the inverter 140 to the housing 110 is inserted may be included.
  • the fastening holes 144g are formed in plurality so that the inverter 140 is stably fastened to the housing 110, and the guide pins 212aa, which will be described later, are provided by the inverter 140 to the inverter manufacturing apparatus ( 200) and may be formed in the same number as the plurality of fastening holes 144g to be stably supported.
  • the side plate part 144e may include a hook 144f fastened to the substrate 142 , and the hook 144f may be formed by cutting a part of the side plate part 144e.
  • a plurality of hooks 144f may be formed so that the substrate 142 and the frame 144 are stably assembled, and the plurality of hooks 144f may be arranged along an outer periphery of the base plate.
  • the inverter manufacturing apparatus 200 includes a first inverter manufacturing apparatus 210 and a first inverter manufacturing apparatus for fixing and dissipating the plurality of elements 141 and the switching element 144d.
  • a second inverter manufacturing device 220 for mounting the 210 may be included.
  • the first inverter manufacturing apparatus 210 includes a first dummy plate 212 coupled to the inverter 140 and a first dummy plate 212 coupled to the switching element.
  • a second dummy plate 214 in contact with the 144d and fixing and dissipating the plurality of elements 141 and the switching element 144d may be included.
  • the first dummy plate 212 includes a first base plate 212a opposite to the substrate 142 side and a first side plate 212b bent from the first base plate 212a and surrounding the outer periphery of the inverter 140 . ) may be included.
  • the first base plate 212a may include a guide pin 212aa inserted into the fastening hole 144g and an opening 212ab exposing the substrate 142 for soldering.
  • the first side plate 212b may include a first fixing hole 212ba into which a fastener for coupling the first dummy plate 212 and the second dummy plate 214 is inserted.
  • first side plate 212b may further include a mounting hole 212bb into which a mounting pin 222 of the second inverter manufacturing apparatus 220 is inserted, which will be described later.
  • the second dummy plate 214 includes a second base plate 214a opposite to the frame 144 side, a second side plate bent from the second base plate 214a and fastened to the first side plate 212b ( 214b), a heat sink 214c installed on the second base plate 214a, and a heat sink 214d that is heat-exchangeable with the heat sink 214c.
  • the second base plate 214a includes a heat sink installation hole 214aa into which the heat sink 214c is inserted, and a first interference avoidance for avoiding interference with electrical pins for connecting the inverter 140 to a power source. It may include a hole 214ab and a second interference avoiding hole 214ac for avoiding interference with the filter element 141a and the coil.
  • the second side plate 214b may include a second fixing hole 214ba into which a fastener for coupling the first dummy plate 212 and the second dummy plate 214 is inserted.
  • the heat sink 214c may be formed of a conductive material, and may be formed in the form of a heat dissipation fin penetrating the second base plate 214a.
  • the heat sink 214c may include a low-height region and a high-height region as shown in FIG. 7 in order to avoid interference in the manufacturing process.
  • the heat sink 214d may be formed of a conductive material, and when the second dummy plate 214 is coupled to the first dummy plate 212 , it may be formed to be in contact while pressing the switching element 144d.
  • the heat sink 214d includes the degree to which the switching element 144d is pressed by the heat sink 214d and the switching element 144d after the inverter 140 is mounted on the housing 110 in the housing. It may be formed so that the degree of pressing by 110 is equal to each other.
  • the switching element 144d is formed in plurality, the plurality of switching elements 144d are arranged to face each other in double rows, and the heat sink 214d corresponds to the plurality of switching elements 144d. It is formed in the same number as the switching element 144d, and the plurality of heat sinks 214d are arranged to face each other in double rows, and in this case, insulation between the plurality of heat sinks 214d may be required.
  • the second dummy plate 214 may further include an insulating bracket 214e separating the plurality of heat sinks 214d from each other so that the plurality of heat sinks 214d are not directly connected to each other. .
  • the second dummy plate 214 connects the heat sink 214c with the plurality of heat sinks 214d so that the plurality of heat sinks 214d are not indirectly connected to each other through the heat sink 214c. It may further include an insulating paper 214f to insulate.
  • the insulating paper 214f not only performs an insulating function between the plurality of heat sinks 214d and the heat sink 214c, but also removes an air gap between the contact surfaces to remove the plurality of heat sinks 214d. and a function of improving the heat transfer rate between the heat sink 214c and the heat sink 214c.
  • the second inverter manufacturing device 220 may be formed in a so-called pallet shape so that the plurality of inverters 140 are seated on the second inverter manufacturing device 220 and soldered at the same time.
  • the second inverter manufacturing apparatus 220 includes a mounting pin 222 inserted into the mounting hole 212bb, the mounting pin 222 is formed in plurality, and the plurality of mounting pins 222 .
  • Some of the plurality of inverters 140 are inserted into the mounting holes of the first inverter manufacturing apparatus coupled to one of the inverters, and some of the plurality of mounting pins 222 are inserted into the first inverters fastened with another inverter among the plurality of inverters. 1 It may be formed to be inserted into the mounting hole of the inverter manufacturing apparatus.
  • the inverter manufacturing apparatus 200 may be used for soldering the inverter 140 as shown in FIGS. 9 to 14 . That is, the plurality of elements 141 may be soldered by the inverter manufacturing apparatus 200 according to the inverter manufacturing method shown in FIGS. 9 to 14 .
  • the substrate 142 and the frame 144 are assembled.
  • the guide pin 212aa may be inserted into the fastening hole 144g and the inverter 140 may be seated on the first dummy plate 212 .
  • the second dummy plate 214 may be coupled to the first dummy plate 212 .
  • the switching element 144d is pressed by the heat sink 214d, and the arrangement plate 144c together with the switching element 144d moves toward the substrate 142 with respect to the support plate 144a.
  • the connection bar 144b may be deformed, and the relative position of the arrangement plate 144c with respect to the support plate 144a may be changed.
  • the plurality of elements 141 may be pressed against the arrangement plate 144c and fixed at a predetermined position on the substrate 142 . Further, due to the restoring force of the connection bar 144b, the switching element 144d and the heat sink 214d may be closely contacted and thermally connected. In addition, the plurality of elements 141 may be thermally connected to the heat sink 214d through the switching element 144d.
  • an assembly (hereinafter, referred to as an assembly) between the inverter 140 and the first inverter manufacturing apparatus 210 may be seated in the second inverter manufacturing apparatus 220 .
  • a plurality of the assemblies may be prepared, and the plurality of assemblies may be seated in one of the second inverter manufacturing apparatus 220 .
  • the plurality of elements 141 of the plurality of assemblies may be simultaneously soldered by the soldering apparatus 300 .
  • the simultaneous soldering may mean that the plurality of elements 141 of the plurality of assemblies are all simultaneously soldered, but as shown in FIG. 12 , the plurality of elements ( 141) may mean soldering together with some of the plurality of elements 141 of another assembly among the plurality of assemblies corresponding thereto.
  • the plurality of assemblies may be removed from the second inverter manufacturing apparatus 220 .
  • each of the assemblies is connected to the tester 400 through the electrical pins to perform performance tests such as whether the plurality of elements 141 and the switching elements 144d operate normally. can receive
  • the second dummy plate 214 is separated from the first dummy plate 212 and the inverter 140 is separated from the first dummy plate 212 . can be withdrawn. That is, the inverter 140 is removed from the inverter manufacturing apparatus 200 , and soldering of the inverter 140 may be completed.
  • the inverter 140 of the motor-driven compressor 100 includes the fastening hole 144g, and the fastening The hole 144g is formed to be fastened with the first inverter manufacturing device 210 when the inverter 140 is manufactured, and to be fastened with the housing 110 after the inverter 140 is manufactured, and the first inverter The manufacturing apparatus 210 is coupled to the first dummy plate 212 and the first dummy plate 212 having a guide pin 212aa inserted into the fastening hole 144g and is in contact with the inverter 140 .
  • a second dummy plate 214 is included, and the method of manufacturing the inverter includes the steps of seating the inverter 140 on the first dummy plate 212 , and attaching the second dummy plate 214 to the first dummy plate ( 212) to fix the plurality of elements 141 and connecting the plurality of elements 141 and the switching element 144d to the heat sink 214d of the second dummy plate 214, the plurality of By including the step of soldering the elements 141 of , the plurality of elements 141 are prevented from being separated from a predetermined position, thereby preventing soldering failure.
  • the plurality of elements 141 and the switching element 144d are thermally connected to the heat sink 214d, and the heat sink 214d is thermally connected to the heat sink 214c, in a soldering process Heat applied to the plurality of elements 141 and the switching element 144d may be dissipated through the heat sink 214d and the heat sink 214c. Accordingly, it is possible to prevent the switching element 144d from being damaged by heat due to soldering.
  • the inverter 140 and the first inverter manufacturing apparatus 210 are subjected to a performance test in an assembled state, the plurality of elements 141 and the switching element 144d are operated in the performance test process, The generated heat may be dissipated through the heat sink 214d and the heat sink 214c. Accordingly, it is possible to prevent the inverter 140 from being damaged due to heat generated by the plurality of elements 141 and the switching element 144d (in particular, the switching element 144d with high heat generation) during the performance test.
  • the frame 144 of the inverter 140 includes the support plate 144a, the arrangement plate 144c, and the connection bar 144b, and the first inverter manufacturing apparatus 210 includes the heat sink 214d.
  • ) is formed to move the arrangement plate 144c toward the substrate 142 by pressing the switching element 144d, so that the heat sink 214d and the switching element 144d may be in close contact with each other. Accordingly, heat transfer between the heat sink 214d and the switching element 144d may be stably and smoothly performed.
  • the degree to which the heat sink 214d presses the switching element 144d is equal to the degree to which the housing 110 presses the switching element 144d when the inverter 140 is mounted on the housing 110 .
  • the stress applied to the plurality of elements 141 and the switching element 144d during soldering and after soldering (after the inverter 140 is mounted on the housing 110) the plurality of elements ( 141) and the stress applied to the switching element 144d may be at the same level. Accordingly, it is possible to prevent damage to the soldered portion of the plurality of elements 141 due to a difference in stress applied to the plurality of elements 141 and the switching element 144d.
  • the plurality of inverters 140 are simultaneously soldered so that the plurality of assemblies are seated on one second inverter manufacturing apparatus 220 to improve productivity, but the present invention is not limited thereto. That is, one assembly may be seated and soldered to the second inverter manufacturing apparatus 220 , or the assembly may be directly soldered to the second inverter manufacturing apparatus 220 without being seated in the second inverter manufacturing apparatus 220 .
  • each of the assemblies is subjected to a performance test after being removed from the second inverter manufacturing apparatus 220 , but the present invention is not limited thereto. That is, the plurality of assemblies may be removed from the second inverter manufacturing apparatus 220 after receiving a performance test in a state in which they are seated in the second inverter manufacturing apparatus 220 .

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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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