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KR102629942B1 - 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부 밀봉 어레인지먼트 및 상기 밀봉 어레인지먼트를 구비한 압축기 구동 장치 - Google Patents

전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부 밀봉 어레인지먼트 및 상기 밀봉 어레인지먼트를 구비한 압축기 구동 장치 Download PDF

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KR102629942B1
KR102629942B1 KR1020217038228A KR20217038228A KR102629942B1 KR 102629942 B1 KR102629942 B1 KR 102629942B1 KR 1020217038228 A KR1020217038228 A KR 1020217038228A KR 20217038228 A KR20217038228 A KR 20217038228A KR 102629942 B1 KR102629942 B1 KR 102629942B1
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South Korea
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sealing
plug
housing
connection
receiving element
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안드레아 겐타일
에릭 룩스
올리버 고르만스
Original Assignee
한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 하우징(2)을 통해 특히 압축기(1) 구동 장치의 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부(20)의 밀봉 어레인지먼트에 관한 것이다. 상기 밀봉 어레인지먼트는 전기 에너지를 전송하기 위한 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들을 수용하기 위한 수용 요소(21) 및 상기 하우징(2)과 수용 요소(21) 사이에 배치된 밀봉 요소(24)를 포함한다. 상기 수용 요소(21)는 상기 하우징(2) 방향으로 향하는 밀봉면을 갖는 플랜지(21a)를 구비하여 형성되어 있다. 이 경우 상기 플랜지(21a)의 밀봉면은 제1 윤곽(21-1)을 갖고, 상기 하우징(2)은 관통 개구(29)를 중심으로 한 밀봉면 배치 영역에서, 각각 상기 관통 개구(29)를 완전히 둘러싸는 하나 이상의 리세스 및 몰딩부 형태의 제2 윤곽(21-2)을 갖는다. 상기 윤곽(21-1, 21-2)들은 서로 대응한다. 상기 밀봉 요소(24)는 반경 방향으로 작용하는 제1 영역에 의해 그리고 축 방향으로 작용하는 제2 영역에 의해 일체형 부품으로서 형성되어 있다. 상기 밀봉 요소(24)는 상기 제2 영역에 의해 상기 제1 윤곽(21-1)을 갖는 플랜지(21a)의 밀봉면과 제2 윤곽(21-2)을 갖는 하우징(2) 사이에 배치되어 있다.
본 발명은 또한, 상기 밀봉 어레인지먼트를 구비한 증기 유체를 압축하기 위해 압축기 구동 장치, 특히 전기 모터와도 관련이 있다.

Description

전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부 밀봉 어레인지먼트 및 상기 밀봉 어레인지먼트를 구비한 압축기 구동 장치
본 발명은, 하우징을 통해 특히 증기 유체, 예를 들어 냉매를 압축하기 위한, 전기 모터와 같은 압축기 구동 장치의 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 밀봉 어레인지먼트에 관한 것이다. 상기 밀봉 어레인지먼트는 전기 에너지 및 데이터를 전송하기 위한 플러그 커넥터들을 수용하기 위한 수용 요소 및 상기 하우징과 수용 요소 사이에 배치된 밀봉 요소를 구비한다. 상기 수용 요소는 하우징 방향으로 향하는 밀봉면을 갖는 플랜지를 구비하여 형성되어 있다.
본 발명은 또한, 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 상기 밀봉 어레인지먼트를 구비한 압축기 구동 장치, 특히 전기 모터 및 상기 압축기 구동 장치에 상기 밀봉 어레인지먼트를 장착하기 위한 방법과도 관련이 있다. 상기 압축기는 자동차 공기 조화 시스템의 냉매 회로에 사용될 수 있다.
냉매 압축기로도 지칭되는 냉매 회로를 통해 냉매를 이송시키기 위한 종래 기술에 공지된 이동성 애플리케이션들, 특히 자동차 공기 조화 시스템들을 위한 압축기들은 냉매와 무관하게 가변 행정 체적을 갖는 피스톤 압축기 또는 스크롤 압축기로서 형성되는 경우가 많다. 이 경우 상기 압축기들은 벨트 풀리(belt pulley)를 통해 구동되거나 전기식으로 구동된다.
전동식 압축기(electrically driven compressor)는 개별 압축 기구(compacting mechanism)를 구동하기 위한 전기 모터 이외에 이러한 전기 모터를 구동하기 위한 인버터를 구비한다. 이러한 인버터는 차량 배터리의 직류를 교류로 변환하기 위해 사용되며, 이때 직류는 전기 접속부들에 의해 전기 모터에 공급된다.
인버터는 전기 모터의 단자들과의 전기 접속을 위해, 핀(pin)으로서 형성된 플러그 커넥터용 플러그 연결부들을 가지며, 상기 전기 모터의 단자들은 재차 스테이터 코일들의 도선(conducting wire)들의 접속 라인들과 전기적으로 연결되어 있다. 전기 모터의 단자들은 커넥터 하우징 내에 형성되어 있으며, 상기 커넥터 하우징은 예를 들면, 스테이터의 축 방향으로 정렬된, 스테이터의 일 단부면 상에 배치되어 있다.
통상적으로 전동식 압축기들은 전기 에너지를 전송하기 위한 단자들용 플러그-인 연결부를 구비하여 형성되며, 상기 단자들은 나사 연결부들을 통해 그리고 2개의 밀봉 요소, 특히 축 방향 밀봉부와 반경 방향 밀봉부에 의해 하우징에 연결되어 있다.
특히, 자동차 분야에서 사용되는 부품들의 경우 부식 방지에 대한 요구 사항이 매우 높다. 종래 기술에 공지된, 금속으로 형성된 하우징에 인접한 밀봉부는 특히, 하우징 내부로의 부식성 물질의 표면 이동을 단지 특정 시간 동안만 지연시킬 수 있다. 예를 들어, O-링으로 형성된 공지된 밀봉부들, 성형 밀봉부(moulded seal)들 또는 플랫 밀봉부(flat seal)들은 더는 높아진 요구 사항을 충족시키지 못 할 수 있다.
밀봉 거동을 개선하고, 예를 들어 인버터의 전자 부품들을 습기로부터 보다 효과적으로 보호하기 위해, 반경 방향 밀봉부 외에 축 방향 밀봉부도 제공되어 있다. 결과적으로 플러그-인 연결부들은 반경 방향 밀봉부 또는 축 방향 밀봉부 또는 둘 이상의 밀봉부의 조합을 갖는다.
고품질 금속 합금으로 제작된 하우징들은 장기적인 충격을 견딜 수 있지만 비용이 많이 든다.
DE 10 2012 105 065 A1호는 밀봉부, 플러그 하우징 및 플러그를 개시하고 있다. 상기 밀봉부는 메이팅 방향(mating direction)으로 밀봉부를 관통하고 양측이 개방된 수용부를 가지며, 메이팅 방향으로 정렬된 수용부의 일 단부에는 상기 수용부를 둘러싸는 밀봉 플랜지가 제공되어 있다. 상기 밀봉 플랜지는 메이팅 방향으로 향하는 축 방향 밀봉면을 갖는다. 수용부 내에서 확장된 평면은 메이팅 방향에 직각으로(orthogonal) 정렬되어 있다. 밀봉부는 또한, 메이팅 방향에 반대 방향으로 밀봉 플랜지로부터 멀리 연장되는, 반경 방향 밀봉면들을 갖는 밀봉 칼라를 구비한다. 상기 밀봉 플랜지에는 플러그와 밀봉부를 로킹하기 위한 스냅-인 요소들이 배치되어 있다.
축 방향 밀봉면과 반경 방향 밀봉면은 모두 평평하게 형성되어 있는데, 그 결과 밀봉면들을 따라 나타나는 부식성 물질의 이동 경로 및 이와 더불어 밀봉부로 밀봉되는 장치의 사용 수명 또는 기능 수명이 매우 제한적이다.
종래 기술에 공지된 플러그-인 연결부들은 또한, 많은 수의 부품으로 형성되어 있으며, 이들 부품은 연장된 조립 시간을 필요로 한다. 압축기의 하우징 내부에서 가능한 설치 공간 및 이와 더불어 전기 플러그-인 연결부를 위한 설치 공간이 매우 작다. 또한, 다수의 부품으로 형성된 플러그-인 연결부는 높은 재료 비용, 제조 비용 및 보관 비용을 야기한다.
본 발명의 과제는, 내부식성에 대한 높은 요구 사항을 충족시키고, 간단하게 그리고 그 결과 시간을 절약하는 방식으로 장착 가능한 증기 유체의 전동식 압축기를 구동하기 위한 장치용, 특히 전기 모터의 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부의 밀봉 어레인지먼트를 제공하는 것이다. 상기 밀봉 어레인지먼트는 또한, 제조 비용을 최소화하기 위해 가능한 한 적은 수의 단일 부품을 구비하고 구조적으로 간단히 구현될 수 있어야 한다. 상기 밀봉 어레인지먼트에 의해서는 밀봉부로 밀봉되는 장치의 사용 수명 또는 기능 수명이 최대화되어야 한다.
상기 과제는 독립항들의 특징들을 갖는 대상들에 의해 해결된다. 개선 예들은 종속항들에 기재되어 있다.
상기 과제는 하우징을 통해 특히 압축기 구동 장치의 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부의 본 발명에 따른 밀봉 어레인지먼트에 의해 해결된다. 상기 밀봉 어레인지먼트는 바람직하게는 독립적인 전송 범위에서, 특히 상이한 전압 범위에서 전기 에너지 및 데이터를 전송하기 위한 플러그 커넥터들을 수용하기 위한 수용 요소를 갖는 플러그-인 연결부 및 상기 하우징과 수용 요소 사이에 배치된 밀봉 요소를 구비한다. 상기 수용 요소는 하우징 방향으로 향하는 밀봉면을 갖는 플랜지를 구비하여 형성되어 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 플랜지의 밀봉면은 제1 윤곽을 갖고, 하우징은 관통 개구 둘레의 밀봉면 배치 영역에서 각각 상기 관통 개구를 완전히 둘러싸는 하나 이상의 리세스 및 몰딩부 형태로 된 제2 윤곽을 갖는다. 밀봉면과 하우징에 제공된 상기 윤곽들은 서로 대응하는 방식으로 형성되고 배치되어 있다.
본 발명에 따라 조합된 축 방향 밀봉부와 반경 방향 밀봉부로서 제공된 밀봉 요소는 반경 방향으로 작용하고, 수용 요소를 반경 방향으로 완전히 둘러싸는 제1 영역 및 축 방향으로 작용하는 제2 영역을 구비하여 일체형 부품으로서 형성되어 있다. 이 경우 밀봉 요소는 제2 영역에 의해 제1 윤곽을 갖는 플랜지의 밀봉면과 제2 윤곽을 갖는 하우징 사이에 배치되어 있다.
이 경우 축 방향은 실제로 플러그 커넥터들 또는 플러그-인 연결부의 길이 방향을 의미한다. 반경 방향은 플러그 커넥터들의 길이 방향에 그리고 이와 더불어 플러그-인 연결부의 축 방향에 직각으로 정렬되어 있다.
본 발명의 개선 예에 따르면, 플랜지는 수용 요소로부터 반경 방향으로 돌출하여 상기 수용 요소를 완전히 둘러싸는 방식으로 형성되어 있다. 이 경우 상기 플랜지의 밀봉면은 반경 방향으로 확장된 평면에서 축 방향으로 하우징을 향하도록 정렬되어 배치되어 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 각각 윤곽의 하나 이상의 리세스가 축 방향으로 정렬된 깊이를 갖는 그루브 형태로 형성되어 있으며, 반면에 각각 상기 윤곽의 하나 이상의 몰딩부는 개별 표면으로부터 돌출되는 그리고 축 방향으로 정렬된 높이를 갖는 융기부 또는 에지 형태로 형성되어 있다.
개별 윤곽의 리세스 및 몰딩부는 바람직하게는 서로 평행하게 연장되도록 배치되어 있다.
밀봉 요소는 제2 영역에 의해 바람직하게는 윤곽들 사이에 형성된 간극, 특히 각각 스프링 및 그루브로서 서로 대응하는 리세스들 및 몰딩부들을 채우고 밀봉하는 방식으로 배치되어 있다. 이 경우 상기 밀봉 요소의 제2 영역은 바람직하게는 래버린스 밀봉(labyrinth seal) 형태로 형성되어 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 밀봉 요소는 축 방향으로 연장되는, 수용 요소를 수용하기 위한 개구를 갖는다.
이 경우 수용 요소의 제1 영역은 제1 단부면과 제2 단부면을 갖는 축 방향으로 정렬된 중공 원통형 벽을 구비한다. 플러그-인 연결부가 하우징 내에 장착된 상태에서 밀봉 요소는 제1 영역에 의해 상기 하우징의 관통 개구 내부에서 수용 요소와 하우징 사이에 배치되어 있으며, 이 경우 벽의 내부 표면은 제1 반경 방향 밀봉면으로서 반경 방향으로 수용 요소에 접하고, 반면에 벽의 외부 표면은 제2 반경 방향 밀봉면으로서 하우징에 접한다.
본 발명의 추가 장점은, 밀봉 요소의 제2 영역이 실제로 반경 방향으로 확장된 평면 내에 정렬되어 배치되어 있다는 점이다. 이 경우 플러그-인 연결부가 하우징 내에 장착된 상태에서 밀봉 요소는 제1 축 방향 밀봉면을 갖는 제2 영역에 의해 플랜지의 밀봉면에 접하고, 제2 축 방향 밀봉면에 의해 하우징에 접한다. 결과적으로 밀봉 요소는 제2 영역에 의해 하우징의 관통 개구 둘레 전체에 걸쳐 수용 요소와 하우징 사이에 배치되어 있다.
본 발명의 바람직한 추가 실시 예에 따르면, 밀봉 요소의 제1 영역은 제1 단부면의 말단에 형성된 제2 단부면에서, 수용 요소를 수용하기 위한 개구 둘레 전체에 걸쳐 상기 밀봉 요소의 제2 영역에 연결되어 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 수용 요소는 하우징에 고정될 수 있다. 수용 요소의 플랜지는 바람직하게는 고정 수단들, 특히 나사 연결부들의 나사를 수용하기 위한 관통 개구들을 갖는다. 이 경우 예를 들어, 6개의 고정 수단 각각은 관통 개구를 통과하도록 배치되어 있다.
밀봉 어레인지먼트는 또한, 전기적 로킹 장치로서 구성된 인터록 연결부를 구비하여 형성될 수 있으며, 이러한 인터록 연결부는 플러그-인 연결부의 플러그 커넥터들에 전기 전도성으로 연결되어 있다. 상기 인터록 연결부는 바람직하게는 수용 요소에 고정될 수 있으며, 장착된 상태에서 적어도 국부적으로 수용 요소 내부에 통합되도록 배치될 수 있다. 이 경우 수용 요소는 바람직하게는 리세스들을 가지며, 이들 리세스는 인터록 연결부의 외부 형태에 일치한다. 몰딩부들은 바람직하게는 플러그 커넥터들 방향으로 그리고 하우징에 의해 둘러싸인 체적 내에 정렬된 수용 요소의 측면에 형성되어 있다. 결과적으로 인터록 연결부는 수용 요소 내에 형성된 몰딩부들 내에 통합 삽입되어 고정될 수 있다.
인터록 연결부는 바람직하게는 개별 플러그 커넥터들의 전기 접속을 위한 버스 바들로 형성되어 있다. 특히, 쌍으로 배치된 인터록 연결부의 버스 바들은 바람직하게는 각각 U-자형으로 형성되어 있으며, 이 경우 U-자형 버스 바들의 레그는 개별 플러그 커넥터들과의 전기 접촉을 위해 구성되어 있다.
본 발명의 상기 과제는 증기 유체 압축기를 구동하기 위한 본 발명에 따른 장치, 특히 전기 모터에 의해 해결된다. 상기 장치는 공통의 길이 방향 축(= 종축)을 따라 연장되는 로터 및 고정된 스테이터 그리고 하우징을 구비한다.
상기 스테이터는 바람직하게는 반경 방향으로 로터의 외측면에서 로터를 둘러싸는 방식으로 위치 설정되어 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 상기 장치는 하우징을 통해 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 전술한 본 발명에 따른 밀봉 어레인지먼트와 함께 전기 에너지 및 데이터를 전송하기 위한 연결 어레인지먼트를 구비하여 형성되어 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 상기 연결 어레인지먼트는 축 방향으로 정렬된 스테이터의 제1 단부면에 제공되어 있다. 축 방향으로 정렬된 상기 단부면은 길이 방향 축에 직각으로 정렬된 평면에 배치되어 있다. 이 경우 축 방향은 스테이터의 길이 방향 축의 방향을 의미하며, 이 방향은 로터의 길이 방향 축과 회전 축 그리고 플러그 커넥터들 또는 플러그-인 연결부의 길이 방향에도 상응한다.
본 발명의 바람직한 실시 예는 자동차의 공기 조화 시스템의 냉매 회로에서 사용되는 냉매 압축기용으로 증기 유체를 압축하기 위한 압축기 구동 장치, 특히 전기 모터의 용도를 가능하게 한다.
요약하면, 본 발명에 따른 밀봉 어레인지먼트 및 이 밀봉 어레인지먼트를 구비한 증기 유체의 압축기를 구동하기 위한 본 발명에 따른 장치는 추가로 다양한 장점을 갖는다:
- 종래 기술에서 공지된 배치와 비교하여 설치 공간 변경 없이 부식성 매체의 이동 경로를 연장함으로써 전기 플러그 커넥터들에 대한 매우 효율적인 부식 방지,
- 특히, 축 방향 및 반경 방향으로 작용하는 영역과 밀봉 요소를 일체형으로 형성함으로써 최소한의 부품 수, 이 경우 통상 각기 따로 형성된 밀봉 요소들 사이 간격이 밀봉 표면으로서 사용되어 보다 견고하고 안전한 밀봉 어레인지먼트가 제공,
- 상기 밀봉 어렌인지먼트의 간단한 조립 및
- 최소한의 조립 시간, 재료 비용 및 제조 비용.
본 발명에 따른 밀봉 어레인지먼트에 의해서는 자동차 분야의 애플리케이션들용으로 금속 하우징에 통합된 부품으로서 특히, 전기 플러그-인 연결부들의 내부식성 및 사용 수명에 대한 높은 요구 사항이 비용 효율적으로 충족된다.
본 발명의 실시 예들의 추가적인 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 이루어지는 실시 예들의 하기 설명으로부터 드러난다. 도면부에서:
도 1a는 압축 기구를 구동하기 위한 장치로서 전기 모터를 구비한 전동식 압축기를 단면도로 도시하고,
도 2는 종래 기술에 공지된 별도의 밀봉 요소들을 갖는 증기 유체 압축기를 구동하기 위한 장치로서 전기 모터의 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 제1 플러그-인 연결부를 측면도, 평면도 및 사시도로 도시하며,
도 3은 종래 기술에 공지된 별도의 밀봉 요소들을 갖는 제2 플러그-인 연결부를 단면도로 도시하고,
도 4는 밀봉 요소를 갖는 본 발명에 따른 플러그-인 연결부를 사시도로 도시하며,
도 5a 및 도 5b는 밀봉 요소 없이 압축기의 하우징과 결합하여 도 4의 플러그-인 연결부를 각각 사시 분해도로 도시하고,
도 6a는 종래 기술에 공지된 압축기의 하우징과 플러그-인 연결부 사이 밀봉 영역의 상세도를 단면도로 도시하며, 그리고
도 6b 및 도 6c는 폐쇄 및 개방 상태에서 압축기의 하우징과 플러그-인 연결부 사이 밀봉 영역의 상세도를 단면도로 도시한다.
도 1a에는, 압축 기구(4)를 구동하기 위한 장치로서, 하우징(2) 내에 배치된 전기 모터(3)를 구비한 전동식 압축기(1)가 개시되어 있다. 상기 전기 모터(3)는 스위칭 장치(5)를 통해 전기 에너지를 공급받는다.
전기 모터(3)는 실질적으로 중공 원통형 스테이터 코어 및 이러한 스테이터 코어 상에 권취된 코일들을 갖는 스테이터(6) 및 이러한 스테이터(6) 내부에 배치된 로터(7)를 구비한다. 상기 로터(7)는 연결 어레인지먼트(8)를 통해 스테이터(6)의 코일들에 전기 에너지가 공급되면 회전 운동으로 설정된다. 상기 연결 어레인지먼트(8)는 스테이터(6)의 일 단부면 상에 형성되어 있고 다수의 전기 단자를 갖는다.
연결 어레인지먼트(8)를 갖는 스테이터(6)의 상기 단부면에는, 전기 모터(3)의 코일들과 스위칭 장치(5) 사이 전기 접속부들의 부품들을 갖는 연결부들을 유지하기 위한 캐리어 부재(9)가 배치되어 있다. 상기 연결부들은 전기 전도성의 핀형 플러그 커넥터들을 구비하여 형성되어 있으며, 이들 커넥터는 코일들의 접속 라인들을 스위칭 장치(5)의 요소들에 전기 전도성으로 연결한다.
로터(7)는 스테이터(6) 내부에 동축으로 그리고 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되어 있다. 구동 샤프트(10)는 로터(7)와 일체로 또는 별도의 요소로서 형성될 수 있다.
전기 모터(3) 그리고 고정식 및 선회식 스파이럴을 갖는 스크롤 압축기로 형성된 압축 기구(4)는 하우징(2)에 의해 둘러싸인 체적 내에 배치되어 있다. 이 경우 하우징(2)은 전기 모터(3)를 수용하기 위한 제1 하우징 요소와 압축 기구(4)를 수용하기 위한 제2 하우징 요소로 형성되어 있으며, 그리고 바람직하게는 금속, 특히 알루미늄으로 형성되어 있다.
그 내부에서 증기 유체, 특히 냉매가 압축되는 압축 기구(4)의 선회식 스파이럴은 전기 모터(3)의 로터(7)에 연결된 구동 샤프트(10)를 통해 구동된다. 도면에 도시되지 않은 실시 형태에 따르면, 압축 기구는 예를 들어 사판(swash plate)으로도 형성될 수 있다.
전기 모터(3)의 동작을 제어하기 위한 스위칭 장치(5)는 다양한 스위칭 소자(11)들과 소켓들을 갖는 회로 기판(12)을 구비한다. 상기 회로 기판(12) 상에는 외부 전류원의 전력 공급선으로부터 전기 에너지를 공급받는 상이한 구동 제어 회로들과 부품들이 전기적으로 연결되어 장착되어 있다. 상기 소켓들은 특히, 플러그 커넥터들과 회로 기판의 전기 접속부로서 플러그 커넥터들을 수용하기 위해 사용된다.
도 2a 내지 도 2c에는, 종래 기술에 공지된 별도의, 따라서 서로 분리되어 형성된 밀봉 요소(24a', 25')들을 갖는 증기 유체 압축기를 구동하기 위한 장치로서 전기 모터의 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 제1 플러그-인 연결부(20')가 측면도, 평면도 및 사시도로 도시되어 있으며, 반면에 도 3에는 종래 기술에 공지된 별도의 또는 서로 분리되어 형성된 밀봉 요소(24b', 25')들을 갖는 제2 플러그-인 연결부(20')가 단면도 개시되어 있다.
전기 모터의 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부(20')는 전기 에너지를 전송하기 위한 플러그 커넥터(22)들을 수용하기 위한 수용 요소(21')를 갖는다. 상기 플러그 커넥터(22)들은 각각 관통부(23) 내부에서 수용 요소(21') 내에 삽입되어 상기 수용 요소(21')를 통과하는 방식으로 배치되어 있다.
플러그-인 연결부(20')의 수용 요소(21')는 또한, 반경 방향으로 작용하는 제1 밀봉 요소(24a', 24b') 및 축 방향으로 작용하는 제2 밀봉 요소(25')를 구비하여 형성되어 있으며, 이들 밀봉 요소는 외부로부터의 환경 영향, 특히 부식으로부터 보호를 보장한다. 이 경우 도 2a 내지 도 2c에 따른 제1 플러그-인 연결부(20')의 제1 밀봉 요소(24a')는 성형 밀봉부로서 그리고 도 3에 따른 제2 플러그-인 연결부(20')의 제1 밀봉 요소(24b')는 O-링으로서 형성되어 있으며, 반면에 제2 밀봉 요소(25')는 각각은 플랫 밀봉부로서 형성되어 있다.
수용 요소(21')는 나사와 같은 4개의 고정 수단을 통해 하우징에 연결되어 있다. 이 경우 각각의 나사는 수용 요소(21') 내에 형성된 관통 개구(26)를 통과하도록 배치되어 있다.
따라서 플러그-인 연결부(20')는 각각의 경우에 특히 복수의 고정 수단 및 2개의 별도로 장착되는 밀봉 요소(24a', 24b', 25'), 특히 반경 방향으로 작용하는 제1 밀봉 요소(24a', 24b')와 축 방향으로 작용하는 제2 밀봉 요소(25') 및 이와 더불어 다수의 부품을 구비하며, 이들은 재차 긴 조립 시간을 필요로 한다.
반경 방향 및 축 방향에 대한 지시 사항은 각각 길이 방향으로 실질적으로 서로 평행하게 정렬된 플러그 커넥터(22)들의 방향 설정에 관한 것이다. 이 경우 플러그 커넥터(22)들의 길이 방향은 플러그-인 연결부(20')의 축 방향에 상응한다. 반경 방향은 각각의 경우 플러그 커넥터(22)의 길이 방향에 직각으로 그리고 이에 따라 플러그-인 연결부(20')의 축 방향에 직각으로 정렬되어 있다.
도 4에는, 밀봉 요소(24)와 플러그-인 연결하기 위한 본 발명에 따른 플러그-인 연결부(20)가 사시도로 도시되어 있으며, 반면에 도 5a 및 5b에서는, 도 4의 플러그-인 연결부가 밀봉 요소(24) 없이 압축기의 하우징(2)과 결합하여 각각 사시 분해도로 개시되어 있다.
플러그-인 연결부(20)에는 상이한 전압 레벨에서 전기 에너지 및 데이터를 전송하기 위한 필수 구성 요소로서 수용 요소(21)가 제공되어 있다. 상기 수용 요소(21)는 제1 플러그 커넥터(22-1)들 및 제2 플러그 커넥터(22-2)들을 수용하도록 형성되어 있다.
각각 직선형 핀 형상을 갖는 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들은 각각 관통부(23-1, 23-2) 내부에서 수용 요소(21) 내로 삽입되어 상기 수용 요소(21)를 통과하도록 배치되어 있다. 이 경우 수용 요소(21) 내부에서 각각의 플러그 커넥터(22-1, 22-2)는 관통부(23-1, 23-2)에 의해 원주 방향으로 둘러싸여 있고, 그 결과 상기 수용 요소(21)에 밀봉되는 방식으로 배치되어 있다. 이 경우 수용 요소(21)는 결합 유닛 및 일체형 부품, 특히 일체형 사출 성형 요소로서 관통부(23-1, 23-2)들을 구비하여 형성될 수 있다. 이러한 일체형 형성은 성형 공정 내에서 달성된다.
플러그-인 연결부(20)는 반경 방향뿐만 아니라 축 방향으로도 작용하는 밀봉 요소(24)를 구비하여 형성되어 있으며, 상기 밀봉 요소는 외부로부터의 환경 영향, 특히 부식으로부터 보호를 보장한다. 따라서 관통부(23-1, 23-2)들 내에 배치되어 하우징(2)을 통해 인버터 또는 회로 기판 쪽으로 외부로 안내되는 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들 외에 수용 요소(21) 자체도 하우징(2) 쪽으로 밀봉되어 있다. 압축기의 하우징(2)에 의해 둘러싸인 체적 내로의 부식성 매체의 침투가 방지된다.
수용 요소(21)는 하우징(2) 방향으로 향하는 밀봉면을 갖는 플랜지(21a)를 구비한다. 상기 플랜지(21a)는 반경 방향으로 수용 요소(21)로부터 돌출하는 방식으로, 상기 수용 요소(21)를 완전히 둘러싸도록 형성되어 있다. 이 경우 밀봉면은 반경 방향으로 확장된 평면에서 축 방향으로 향하도록 정렬되어 있다. 밀봉 요소(24)는 축 방향으로 작용하는 영역에 의해 수용 요소(21)의 플랜지(21a)의 밀봉면에 접한다.
조합된 축 방향 밀봉부와 반경 방향 밀봉부로서 제공된 밀봉 요소(24)는 결합된 그리고 그 결과 일체형인 부품으로서 형성되어 있으며, 바람직하게는 엘라스토머로부터 형성되어 있다.
수용 요소(21)는 6개의 고정 수단, 예를 들어 나사 연결부들의 나사에 의해 하우징(2)에 연결되어 있다. 이 경우 각각의 고정 수단, 즉 각각의 나사는 수용 요소(21), 특히 수용 요소(21)의 플랜지(21a) 내에 형성된 관통 개구(26)를 통과하도록 배치되어 있다.
제1 플러그 커넥터(22-1)와 제2 플러그 커넥터(22-2) 사이에서, 저전압 범위와 고전압 범위의 전기 에너지의 전송을 제어하기 위해 전기적 로킹 장치로서 형성된 인터록 연결부(27)는 버스 바들을 갖는다. 쌍으로 배치되고 각각 U-자형으로 형성된 버스 바들은 장착된 상태에서 수용 요소(21) 내부에 배치되어 있다. 이 경우 U-자형 버스 바들의 레그들은 각각의 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들과 전기적으로 접촉하도록 구성되어 있다. 인터록 연결부(27)의 버스 바들은 바람직하게는 천공 및 성형 시트로서 형성되어 있다.
수용 요소(21)는 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들 쪽으로 그리고 이에 따라 하우징(2)에 의해 둘러싸인 체적 내로 정렬된 일 측면에 리세스들을 가지며, 이들 리세스는 버스 바들의 형상에 대응한다. 따라서 인터록 연결부(27)의 개별 버스 바들은 각각 수용 요소(21) 내에 형성된 리세스들 내에 통합될 수 있다. 버스 바들은 수용 요소(21)의 리세스들 내에 삽입되어 고정된다.
수용 요소(21)의 리세스들 내에 버스 바들을 삽입함으로써, 특히 원하는 위치에 고정함으로써, 버스 바들은 동시에 각각의 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들과 전기적으로 접촉하게 되고, 이에 따라 해당 플러그 커넥터(22-1, 22-2) 사이의 전기 전도성 연결이 이루어지고 상기 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들이 전기 전도성으로 연결된다.
인터록 연결부(27)의 버스 바들은 수용 요소(21) 내에 사전 조립된다. 이어서 플러그-인 연결부(20)는 압축기의 하우징(2) 내로 이동된다.
상이한 전압 레벨의 전기 에너지 및 데이터를 전송하기 위한 플러그-인 연결부(20)는 수용 요소(21) 내에서 축 방향으로 정렬 배치된 플러그 커넥터(22-1, 22-2)와 조립 시 맨 먼저 조립 방향(28)으로 하우징(2) 내에 삽입된다. 이 경우 밀봉 요소(24) 및 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들을 갖는 인터록 연결부(27)의 사전 조립된 버스 바들을 구비한 플러그-인 연결부(20)는 맨 먼저 하우징(2) 내에 형성된 관통 개구(29)를 통과한다. 도면에 도시되지 않은 회로 기판 상에는, 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들을 수용하기 위한 소켓들이 제공되어 있다.
장착된 상태에서, 일체형으로 형성된 밀봉 요소(24)는 반경 방향으로는 제1 영역에 의해 관통 개구(29) 내부에서 수용 요소(21) 및 하우징(2)에 접하고, 반면에 축 방향 및 이에 따라 조립 방향(28)으로 상기 밀봉 요소(24)는 제2 영역에 의해 관통 개구(29) 둘레 전체에 걸쳐 수용 요소(21)와 하우징(2) 사이에 배치되어 있다.
수용 요소(21)는 플랜지(21a)로부터 멀어지는 단부면 방향으로 평평한 영역을 갖고, 상기 단부면에 평면으로부터 돌출된 몰딩부를 갖는 윤곽을 가지며, 상기 몰딩부는 수용 요소(21)를 완전히 둘러싸며, 이는 특히, 도 5a 및 5b에 개시되어 있다. 상기 몰딩부는 하우징(2)에서의 플러그-인 연결부(20)의 조립 또는 분해 동안 축 방향 변위에 대해 밀봉 요소(24)를 고정시킨다.
밀봉 요소(24)에는 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들 및 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들의 관통부(23-1, 23-2)들을 갖는 수용 요소(21)의 삽입을 위해 축 방향으로 연장되는 개구가 제공되어 있다. 밀봉 요소(24)의 제1 영역 및 제2 영역 모두는 수용 요소(21)의 삽입을 위한 개구의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다.
밀봉 요소(24)의 제1 영역은 자유 제1 단부면과 제2 단부면을 갖는 축 방향으로 정렬된 중공 원통형 벽을 갖는다. 하우징(2) 내에 장착된 플러그-인 연결부(20)의 장착 상태에서, 상기 벽의 내부 표면은 제1 반경 방향 밀봉면으로서 수용 요소(21)에 접하고, 반면에 상기 벽의 외부 표면은 제2 반경 방향 밀봉면으로서 하우징(2)에 접한다.
밀봉 요소(24)의 제2 영역은 반경 방향으로 확장된 평면 내에 정렬된 실질적으로 평평한 밀봉부로서 형성되어 있으며, 이러한 밀봉부는 플러그-인 연결부(20)의 장착 상태에서 한편으로는 제1 축 방향 밀봉면에 의해 수용 부재(21)에 있는 플랜지(21a)의 밀봉면에 접하고, 다른 한편으로는 제2 축 방향 밀봉면에 의해 하우징(2)에 접한다.
밀봉 요소(24)의 제1 영역은 제1 단부면의 말단에 형성된 제2 단부면에서, 수용 요소(21)를 삽입하기 위한 개구의 전체 둘레에 걸쳐 밀봉 요소(24)의 제2 영역에 연결되어 있다.
밀봉 요소(24)의 제2 영역은 래버린스 밀봉 형태로 형성되어 있다. 이 경우 한편으로 수용 요소(21)의 플랜지(21a)의 밀봉면은 하나 이상의 완전히 둘러싸는 리세스 및 하나 이상의 완전히 둘러싸는 몰딩부 형태의 제1 윤곽(211-1)을 갖는다. 축 방향으로 정렬된 깊이를 갖는, 밀봉면 내로 도입된 그루브 형태로 형성된 리세스 및 축 방향으로 정렬된 높이를 갖는, 밀봉면으로부터 돌출하는 융기부 또는 에지 형태로 형성된 몰딩부는 서로 평행하게 연장되는 방식으로 배치되어 있다.
다른 한편으로 하우징(2)은 수용 요소(21)의 플랜지(21a)의 밀봉면의 배치 영역에서 제2 윤곽(21-2)을 갖고, 이러한 제2 윤곽은 축 방향으로 정렬된 깊이를 갖는, 관통 개구(29)를 완전히 둘러싸는 하나 이상의 리세스 형태로 그리고 축 방향으로 정렬된 높이를 갖는, 관통 개구(29)를 완전히 둘러싸는 하나 이상의 몰딩부 형태로 수용 요소(21)의 플랜지(21a)에 제공된 제1 윤곽선(21-1)에 대응하는 방식으로 형성되어 있다. 이 경우 제1 윤곽(211-1)의 리세스는 제2 윤곽(21-2)의 몰딩부와 상호 작용하고, 그리고 제1 윤곽(211-1)의 몰딩부는 제2 윤곽(21-2)의 리세스와 상호 작용한다.
밀봉 요소(24)는 제2 영역에 의해 윤곽(211-1, 21-2)들 사이에 형성된 간극에 의해, 특히 각각 스프링과 그루브로서 서로 대응하는 리세스들과 몰딩부들을 채우고 밀봉하는 방식으로 배치되어 있다.
윤곽(21-1, 21-2)들을 형성하고 상기 윤곽(21-1, 21-2)들 사이에 형성된 간극을 밀봉함으로써, 특히 반경 방향으로 하우징(2)과 수용 요소(21) 사이의 부식성 매체의 이동 경로가 단지 플랫 밀봉부로서 형성된 밀봉 요소의 사용에 비해 상당히 연장된다.
특히, 부식성 매체의 연장된 이동 경로를 갖는 하우징(2)과 플러그-인 연결부(20), 특히 수용 요소(21) 사이 밀봉 요소(24) 배치는 도 6b 및 도 6c에 개시되어 있으며, 상기 도 6b 및 도 6c는 폐쇄 및 개방 상태에서 플러그-인 연결부(20)를 설치하기 위한 관통 개구(29)를 갖는 압축기 하우징(2)과 상기 플러그-인 연결부(20) 사이 밀봉 영역의 상세도를 각각 단면도로 도시한다. 이와 달리 도 6a에는 종래 기술에 공지된 압축기 하우징(2)과 플러그-인 연결부(20') 사이 밀봉 영역의 상세도가 단면도로 개시되어 있다.
밀봉 요소(24)의 제1 영역의 반경 방향 밀봉면들과 밀봉 요소(24)의 제2 영역의 축 방향 밀봉면들은 특히, 윤곽(21-1, 21-2)들에 접하는 섹션들을 제외하고 실제로 서로 직각으로 정렬되어 있다.
도 6a에 개시된 바와 같이, 종래 기술에 공지된 밀봉 어레인지먼트를 관통하는 하우징(2)과 수용 요소(21') 사이 부식성 매체의 이동 경로는 제1 밀봉 부재(24a')를 따라 형성된 섹션(A1) 및 제2 밀봉 요소(25')를 따라 형성된 섹션(H)으로 구성된다. 이동 경로의 총 길이(La)는 100%로 설정된다.
이와 달리 밀봉 요소(24)를 따라 형성된 도 6b 및 도 6c에 따른 본 발명에 따른 밀봉 어레인지먼트를 관통하는 하우징(2)과 수용 요소(21)의 플랜지(21a) 사이 부식성 매체의 이동 경로의 총 길이(La)는 약 150%로 연장된다. 이 경우에 이동 경로는 종래 기술의 제2 밀봉 요소(25')의 섹션(H)에 상응하는 밀봉 요소(24)의 반경 방향 밀봉부로서 제1 영역의 섹션(H)과 전체적으로 종래 기술의 제2 밀봉 요소(25')의 섹션(A1)에 상응하는 밀봉 요소(24) 축 방향 밀봉부로서 제2 영역의 섹션(A2, C, E 및 G)들로 구성된다.
축 방향 밀봉부 영역에서 본 발명에 따른 밀봉 어레인지먼트의 이동 경로는 섹션(B, D 및 F) 만큼 연장되며, 이들 섹션은 각각의 경우 실제로 윤곽(21-1, 21-2)들의 몰딩부 또는 리세스들의 측면 연장부에 상응한다.
본 발명에 따른 밀봉 어레인지먼트의 윤곽(21-1, 21-2)들의 몰딩부들과 리세스들의 형성으로 인해, 하우징(2)의 금속 표면, 특히 알루미늄 표면으로서 형성된 밀봉 요소(24)와 하우징(2) 사이 밀봉면들을 따라 평평한 밀봉면을 갖는 도 6a의 밀봉 어레인지먼트에 비해, 염수와 같은 부식성 매체는 하우징(2)에 의해 둘러싸인 체적 내로 침투하기 위해 약 1.5배 정도 더 큰 거리를 조정해야 한다. 그 결과 기존 설치 공간을 유지하면서 특히, 하우징(2) 내에 배치된 압축기의 부품들의 사용 수명 또는 기능 수명이 뚜렷하게 연장된다.
1: 압축기
2: 하우징
3: 전기 모터
4: 압축 기구
5: 스위칭 장치
6: 스테이터 코어를 갖는 스테이터
7: 로터
8: 연결 어레인지먼트
9: 캐리어 요소
10: 구동 샤프트
11: 스위칭 소자
12: 회로 기판
20, 20': 플러그-인 연결부
21, 21': 플러그-인 연결부(20, 20')의 수용 요소
21a: 수용 요소(21)의 플랜지
21-1: 플랜지(21a)의 제1 윤곽
21-2: 하우징(2)의 제2 윤곽
22, 22-1, 22-2: 플러그 커넥터
23, 23-1, 23-2: 관통부
24: 밀봉 요소
24a', 24b': 제1 밀봉 요소
25': 제2 밀봉 요소
26: 고정 수단의 관통 개구
27: 인터록 연결부
28: 조립 방향
29: 하우징(2)의 관통 개구
A1, A2, B - H: 이동 경로 섹션
La, Lb: 이동 경로 길이

Claims (16)

  1. 하우징(2)을 통해, 압축기(1) 구동 장치의 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부(20)의 밀봉 어레인지먼트 구조로서,
    전기 에너지를 전송하기 위한 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들을 수용하기 위한 수용 요소(21) 및 상기 하우징(2)과 수용 요소(21) 사이에 배치된 밀봉 요소(24)를 포함하고, 상기 수용 요소(21)가 상기 하우징(2) 방향으로 향하는 밀봉면을 갖는 플랜지(21a)를 구비하여 형성된, 밀봉 어레인지먼트 구조에 있어서,
    상기 플랜지(21a)의 밀봉면이 제1 윤곽(21-1)을 갖고, 상기 하우징(2)이 관통 개구(29)를 중심으로 한 밀봉면 배치 영역에서 각각 상기 관통 개구(29)를 완전히 둘러싸는 하나 이상의 리세스 및 몰딩부 형태의 제2 윤곽(21-2)을 가지며, 상기 윤곽(21-1, 21-2)들은 서로 대응하는 방식으로 형성되어 배치되어 있고, 그리고 상기 밀봉 요소(24)가 반경 방향으로 작용하는 제1 영역에 의해 상기 수용 요소(21)를 반경 방향으로 완전히 둘러싸도록 그리고 축 방향으로 작용하는 제2 영역에 의해서는 일체형 부품으로서 형성되어 있으며, 상기 밀봉 요소(24)는 상기 제2 영역에 의해 상기 제1 윤곽(21-1)을 갖는 플랜지(21a)의 밀봉면과 제2 윤곽(21-2)을 갖는 하우징(2) 사이에 배치된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지(21a)가 수용 요소(21)로부터 반경 방향으로 돌출하여, 상기 수용 요소(21)를 완전히 둘러싸는 방식으로 형성되어 있고, 상기 플랜지(21a)의 밀봉면은 반경 방향으로 확장된 평면에서 축 방향으로 하우징(2)을 향하도록 정렬되는 방식으로 배치된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 윤곽(21-1, 21-2)의 리세스가 축 방향으로 정렬된 깊이를 갖는 그루브 형태로 형성된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 윤곽(21-1, 21-2)의 몰딩부가 개별 표면으로부터 돌출되는, 축 방향으로 정렬된 높이를 갖는 융기부 형태로 형성된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 윤곽(21-1, 21-2)의 리세스와 몰딩부가 서로 평행하게 연장되도록 배치된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 요소(24)가 상기 수용 요소(21)를 수용하기 위한 축 방향으로 연장되는 개구를 갖는 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 요소(24)의 제1 영역이 제1 단부면과 제2 단부면을 갖는 축 방향으로 정렬된 중공 원통형 벽을 구비하는 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 요소(24)의 제2 영역이 실제로 반경 방향으로 확장된 평면 내에 정렬되어 배치되어 있고, 상기 플러그-인 연결부(20)의 장착 상태에서 상기 밀봉 요소(24)는 제1 축 방향 밀봉면을 갖는 제2 영역에 의해 상기 플랜지(21a)의 밀봉면에 접하고, 제2 축 방향 밀봉면에 의해 상기 하우징(2)에 접하는 방식으로 배치된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 밀봉 요소(24)의 제1 영역이 상기 제1 단부면의 말단에 형성된 제2 단부면에서, 상기 수용 요소(21)를 수용하기 위한 개구 둘레 전체에 걸쳐 상기 밀봉 요소(24)의 제2 영역에 연결된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들이 각각 직선형 핀 형태로 형성된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수용 요소(21)가 상기 하우징(2)에 고정 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수용 요소(21)의 플랜지(21a)가 고정 수단들을 수용하기 위한 관통 개구(26)들을 가지며, 각각의 고정 수단은 관통 개구(26)를 통과하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  13. 제1항에 있어서,
    전기적 로킹 장치로서 구성된 인터록 연결부(27)가 형성되어 있고, 이 인터록 연결부는 상기 플러그-인 연결부(20)의 플러그 커넥터(22-1, 22-2)들에 전기 전도성으로 연결된 것을 특징으로 하는, 밀봉 어레인지먼트 구조.
  14. 공통의 길이 방향 축을 따라 연장되는 방식으로 배치된 스테이터(6)와 로터(7) 그리고 하우징(2)을 포함하는 증기 유체의 압축기(1)를 구동하기 위한 장치로서,
    전기 에너지 및 데이터를 전송하기 위한 연결 어레인지먼트(8)가 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른, 하우징(2)을 통해 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부(20)의 밀봉 어레인지먼트 구조를 구비하여 형성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 연결 어레인지먼트(8)가 축 방향으로 정렬된 스테이터(6)의 제1 단부면에 형성된 것을 특징으로 하는, 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 압축기(1)는 자동차의 공기 조화 시스템의 냉매 회로에서 사용되는 냉매 압축기인 것을 특징으로 하는, 장치.
KR1020217038228A 2019-11-13 2020-10-27 전기 단자들을 플러그-인 연결하기 위한 플러그-인 연결부 밀봉 어레인지먼트 및 상기 밀봉 어레인지먼트를 구비한 압축기 구동 장치 Active KR102629942B1 (ko)

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