CN100439715C - 电动压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种电动压缩机,其包括电机、由该电机驱动的压缩机构、和用于容纳该电机和该压缩机构的壳体。该壳体制造成便于通过冷缩配合或压配合将定子装配到其中。该壳体包括多个厚部分和多个薄部分。每一厚部分的厚度的中心相对于该壳体的径向方向位于每一薄部分的厚度的中心的外侧。这样,即使该壳体出现变形时,也能可靠地保持定子与壳体的固定。另外,还减轻了该电动压缩机的重量。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有电机和容纳在壳体内的压缩机构的电动压缩机。
背景技术
通常,电动压缩机用作车辆空调装置的压缩机。这种电动压缩机包括成一体的电机和压缩机构(例如参见公开号为No.2004-100683和No.2004-12988的日本公开专利)。图6示出了这种电动压缩机30的截面图。如图6所示,电动压缩机30具有形成压缩机30的外壁的压缩机壳体31。压缩机壳体31包括第一壳体件31a和第二壳体件31b。第一壳体件31a和第二壳体件31b由紧固件32彼此固定在一起,因此在压缩机壳体31内限定一密封空间33。由第一壳体件31a可旋转地支承的旋转轴34容纳在密封空间33内。电机35和压缩机构36也容纳在密封空间33内。在图6中,附图标记为L的虚线表示旋转轴34的中心轴线(即电动压缩机30的中心轴线)。电机35具有定子35a和转子35b,该定子35a围绕该转子,该转子固定到旋转轴34上。压缩机构36是具有固定涡旋件36a和可动涡旋件36b的涡旋式压缩机构。
当压缩机构36由电机35驱动时,低温和低压的制冷剂气体从(未示出的)外部制冷剂回路经形成在第一壳体件31a内的(未示出的)入口供应给密封空间33。该制冷剂气体随后经电机35吸入到压缩机构36中。吸入到压缩机构36中的制冷剂气体由压缩机构36压缩,并且压缩成高温和高压制冷剂气体。随后,该制冷剂气体经形成在第二壳体件31b中的出口37排出到(未示出的)外部制冷剂回路。由于制冷剂气体从外部制冷剂回路经电机35引导到压缩机构36,因此该制冷剂气体可用于冷却该电机35。
在上述的电动压缩机30中,环形定子35a借助冷缩配合或压配合装配到压缩机壳体31上,具体地说,装配到第一壳体件31a。
为了降低电动压缩机30的重量,例如,可减小压缩机壳体31的厚度。然而,基于以下的原因,减小压缩机壳体31的厚度不易实现。也就是说,当压缩机壳体31中的温度和压力由于周围环境温度升高而升高时,(例如车辆发动机舱内的温度升高时),由于压缩机壳体31的内侧和外侧之间的压力差,压缩机壳体31将变形。因此,如果压缩机壳体31制造得过薄,存在这样的可能性,电机35(定子35a)不能稳固地固定在压缩机壳体31上。例如,如果压缩机壳体31的变形量超过定子35a的过盈量,定子35a不能稳固地固定在压缩机壳体31上。特别是,如果压缩机壳体31为了减小重量而由铝制成,变形的影响是非常明显的。因此,压缩机壳体31的厚度需确定成,即使压缩机壳体31变形时,也能提供足够的过盈以便保持电机35的固定。
发明内容
本发明的目的在于提供这样一种压缩机,该压缩机的重量减轻同时即使在压缩机壳体变形的情况下也可有利地保持定子固定到壳体上。
为了实现以上的目的,依据本发明的第一方面,提供了一种电动压缩机,其包括电机、压缩机构、和壳体。该电机具有定子。该压缩机构由该电机驱动以便压缩气体。该壳体用于容纳该电机和该压缩机构。该壳体制造成便于通过冷缩配合或压配合将定子装配到其中。该壳体包括具有不同厚度的厚部分和薄部分。厚部分的厚度的中心相对于该壳体的径向方向位于薄部分的厚度的中心的外侧。
依据本发明的第二方面,提供了一种电机,其包括定子、转子、固定到该转子上的旋转轴、和壳体。该壳体用于容纳该定子、该转子、和该旋转轴。该壳体制造成便于通过冷缩配合或压配合将该定子装配到其中。该壳体包括具有不同厚度的厚部分和薄部分。该厚部分的厚度的中心相对于该壳体的径向方向位于该薄部分的厚度的中心的外侧。
参照附图和以下的详细描述并结合本发明的原理的示例描述可更清楚明了地理解本发明的其它方面和优点。
附图说明
参照对当前优选实施例的下列描述并结合附图,可以更好地理解本发明以及本发明的目的和优点,在附图中:
图1是依据本发明第一实施例的压缩机壳体的截面图;
图2示出了图1所示的压缩机壳体在变形之前的状态和在变形之后的状态;
图3示出了作为对比示例的压缩机壳体的截面图;
图4示出了图3所示的压缩机壳体在变形之前的状态和在变形之后的状态;
图5是依据替代实施例的压缩机壳体的截面图;和
图6是常规电动压缩机的示意截面图。
具体实施方式
以下参照图1-4描述本发明的一个实施例。
图1示出了具有电机10和(未示出的)压缩机构的电动压缩机的截面图,电机10和压缩机构形成一整体。具体地说,图1示出了压缩机对应于电机10的截面。该电动压缩机例如可应用于车辆空调装置,并且位于车辆的发动机舱内。压缩机壳体11容纳有电机10和压缩机构。该压缩机构是具有固定涡旋件和可动涡旋件的涡旋式压缩机构。由于其与如图6所示的压缩机构,因此未示出图1所示的压缩机构的结构。在该实施例中,压缩机壳体11由铝制成。
如图1所示,电动压缩机10的部件即旋转轴12、转子13、和定子14位于压缩机壳体11内。旋转轴12由压缩机壳体11可旋转地支承并且借助可动涡旋件与压缩机构连接。
转子13围绕旋转轴12的外周装配,以便与旋转轴12成一体地旋转。定子14包括定子芯15和围绕定子芯15(具体而言是围绕定子芯15的齿)盘绕的多个线圈16。定子芯15由沿旋转轴12的中心轴线L压制的层压硅钢板形成。定子14围绕转子13定位,并且借助冷缩配合或压配合固定到压缩机壳体11的内周表面17上。
当电力供应到线圈16时,电机10使得旋转轴12随转子13一起旋转。当可动涡旋件由旋转轴12驱动而相对于固定涡旋件转动,该压缩机构压缩从(未示出的)外部制冷剂回路吸入的低温且低压的制冷剂气体。该低温且低压的制冷剂气体从外部制冷剂回路经形成在电动压缩机内的(未示出的)入口被吸入到压缩机壳体11的内侧,并且经电机10被引导到压缩机构。在吸入到压缩机构中之后,通过压缩机构的压缩工作,该制冷剂气体被压缩到高温且高压制冷剂气体,并且经形成在电动压缩机内的(未示出的)出口输送到外部制冷剂回路。
以下将描述压缩机壳体11的结构。
压缩机壳体11的内周表面17在垂直于其中心轴线L的截面上是圆形的。也就是说,内周表面17沿整个周向离中心轴线L具有恒定的距离(半径)。在图1中,中心轴线L与内周表面17之间的距离由附图标记MI表示。另一方面,压缩机壳体11的外周表面18包括第一周向表面部分18a和第二周向表面部分18b,这两个表面部分具有离中心轴线L不同的距离(半径)。因此,外周表面18在垂直于其中心轴线L的截面上不是圆形的。在图1中,中心轴线L与每一第一周向表面部分18a之间的距离由附图标记MO1表示,中心轴线L与每一第二周向表面部分18b之间的距离由附图标记MO2表示。第一周向表面部分18a和第二周向表面部分18b均是平行于内周表面17或与内周表面17同轴的弧形表面。
由于外周表面18具有离中心轴线L不同距离的第一周向表面部分18a和第二周向表面部分18b,该实施例的压缩机壳体11(具体地说是该壳体11的周向壁)具有不同厚度的厚部分(第一周向壁部分)19和薄部分(第二周向壁部分)20。每一厚部分19由内周表面17和其中一个第一周向表面部分18a限定,并且具有由距离MO1减去距离MI所得到的数值所限定的厚度N1。每一薄部分20由内周表面17和其中一个第二周向表面部分18b限定,并且具有由距离MO2减去距离MI所得到的数值所限定的厚度N2(厚度N2<厚度N1)。图1示出了这样的压缩机壳体11,其中厚度为N1的每一厚部分19是厚度为N2的每一薄部分20的两倍。厚度为N1的每一厚部分19和厚度为N2的每一薄部分20如此设定,即,即使压缩机壳体11由于压缩机壳体11的内侧和外侧之间的压力差而变形时,也不会出现强度方面的问题(例如不出现破裂的问题)。
在该实施例中,厚部分19的数量和薄部分20的数量均是三个。三个厚部分19具有相同的形状和相同的尺寸,并且三个薄部分20具有相同的形状和相同的尺寸。厚部分19和薄部分20一体地形成,并且厚部分19和薄部分20沿压缩机壳体11的周向方向以相等的间隔交替地布置。也就是说,每一厚部分19定位在一对相邻的薄部分20之间,并且每一薄部分20定位一对相邻的厚部分19之间。
形成厚部分19的第一周向表面部分18a沿压缩机壳体11的径向方向位于形成薄部分20的第二周向表面部分18b的外侧。也就是说,压缩机壳体11的周向壁的最大半径是距离MO1,即中心轴线L与每一第一周向表面部分18a之间的距离。该压缩机壳体11的周向壁的外部形状是通过切去与最大半径(MO1)相同半径的圆的部分而获得的。所切去的部分对应于薄部分20。在如此构造成的压缩机壳体11中,每一厚部分19的厚度N1的中心线C1位于每一薄部分20的厚度N2的中心线C2的径向外侧。换言之,每一薄部分20的厚度N2的中心线C2位于每一厚部分19的厚度N1的中心线C1的径向内侧。中心线C1相对于壳体11的径向方向将每一厚部分19的厚度N1分为两个相等部分,并且中心线C2相对于壳体11的径向方向将每一薄部分20的厚度N2分为两个相等部分。
以下将参照图2来描述压缩机壳体11的工作。
图2示出了压缩机壳体11由于压缩机壳体11的内侧和外侧之间的压力差而变形的状态。在图2中的实线箭头表示作用于压缩机壳体11的内部压力。图2示出了压缩机壳体11的一部分。在变形之前的压缩机壳体11由交替的长虚线和两个短虚线表示,并且在变形之后的压缩机壳体11由实线表示。在图2中,为了简明示出,压缩机壳体11的变形量被夸大了。
当压缩机壳体11中的温度和压力由于周围环境温度的升高(例如设置有电动压缩机的发动机舱内的温度升高)而升高时,压缩机壳体11的内部压力升高。随后,由于内侧和外侧之间的压力差,压缩机壳体11在强度小于厚部分19的三个薄部分20处变形。此刻,沿压缩机壳体11的径向方向位于厚部分19内侧的三个薄部分20将变形以便沿压缩机壳体11的径向方向向外突出(突起)。
另一方面,压缩机壳体11的变形在厚度和强度大于薄部分20的厚部分19处被抑制。由于薄部分20沿压缩机壳体11的径向方向向外变形,因此厚部分19承受沿压缩机壳体11的径向方向向内的力,即,紧固定子14的力。其结果为,厚部分19在内周表面17的对应于厚部分19的部分处连续地紧固定子14。因此,即使当压缩机壳体11变形时,定子14由厚部分19紧固,并且保持定子14固定到壳体11上。
图3示出了对比示例的压缩机壳体21A,其中厚部分19A和薄部分20A的布置与本发明的实施例的压缩机壳体11的布置相反。
在图3所示的压缩机壳体21A中,每一厚部分19A的厚度N1的中心线C1位于每一薄部分20A的厚度N2的中心线C2的径向内侧。在该结构中,当压缩机壳体21A的内侧和外侧之间形成有压力差时,压缩机壳体21A承受使得三个薄部分20A沿径向方向向内如图4所示地变形的力。该力使得每一薄部分20A如此变形,即,薄部分20A的周向中心沿压缩机壳体21A的径向方向向内突伸,并且薄部分20A的周向端部沿压缩机壳体21A的径向方向向外翘曲。由于每一薄部分20A在周向端部处沿径向方向向外翘曲,因此厚部分19A承受沿压缩机壳体21A的径向方向向外的力,即,方向与紧固定子14的方向相反的力。其结果为,厚部分19A如此变形,即内周表面17的对应于厚部分19A的部分与定子14分开,并且不能保持紧固状态。因此,当压缩机壳体21A变形时,定子14固定在压缩机壳体21A上的状态是不稳定的。
本发明的实施例提供以下的优点。
(1)压缩机壳体11(具体地说即压缩机壳体11的周向壁)具有不同厚度的厚部分19和薄部分20。每一厚部分19的中心线C1沿径向方向位于每一薄部分20的中心线C2的外侧。也就是说,每一厚部分19的厚度的中心相对于压缩机壳体的周向壁的径向方向位于每一薄部分20的厚度的中心的外侧。其结果为,当压缩机壳体21A的内侧和外侧之间形成有压力差时,强度较低的薄部分20沿径向方向向外变形,并且厚部分19的变形被抑制。因此,即使压缩机壳体11出现了变形,定子14仍可靠地由厚部分19保持,并且保持定子14固定到壳体11上。因此,无论压缩机壳体11的变形如此,可以可靠地保持将定子14固定到壳体11上。另外,与整个壳体11制造成具有均匀厚度的情况相比,在该压缩机壳体11中的厚部分19和薄部分20的形状减轻了压缩机壳体11的重量。
(2)定子14至少由压缩机壳体11的内周表面17(周向壁)的对应于厚部分19的部分来紧固。因此,即使压缩机壳体11的内周表面17的对应于薄部分20的部分由于厚部分20的变形而不能保持定子14,但是压缩机壳体11的内周表面17的对应于厚部分19的部分的变形也被抑制,并且这些部分连续地紧固该定子14。
(3)三个厚部分19可以沿压缩机壳体11(周向壁)的周向方向以相等的间隔来布置。另外,三个厚部分19和三个薄部分20沿压缩机壳体11的周向方向交替地布置。因此,即使薄部分20出现了变形,沿压缩机壳体11的周向方向均匀布置的厚部分19仍稳定地保持定子14。
上述的实施例可作以下的改变。
该压缩机构不限于是涡旋式的,而且可改变为例如叶片式或活塞式。
厚部分19的数量和薄部分20的数量可改变。例如,厚部分19的数量和薄部分20的数量可分别为两个。在这种情况下,通过将两个厚部分19布置成彼此相对,即通过将两个厚部分19以180度间隔布置,即使压缩机壳体11变形时,借助这两个厚部分19仍可保持定子14的固定。
如图5所示,沿定子14的轴线延伸的至少一个凹槽22(凹部)可形成在定子14的外周表面上,(在图5中示出了三个凹槽)。在定子14的外周表面的对应于每一凹槽22的部分与压缩机壳体11(周向壁)的内周表面17之间限定有一间隙。该间隙用作吸气通道,以便将经入口吸入到压缩机壳体11内的制冷剂气体引导到压缩机构。该凹槽22形成在定子14上且布置在每一均面对一个薄部分20的周向位置处。定子14的外周表面的没有形成凹槽22的部分位于每一均面对一个厚部分19的周向位置处,并且这些部分用作装配到压缩机壳体11的内周表面17上的配合部分。
定子14(定子芯15)的结构例如为齿形状的,而且可以改变。围绕定子芯15盘绕线圈16的方式可以是集中绕组或分布绕组。
所示的实施例涉及具有成一整体的电机10和压缩机构(旋转机械)的电动压缩机。然而,本发明可应用于包括电机,该电机的壳体具有与所示的实施例的厚部分19和薄部分20相同的厚部分和薄部分。在这种情况下,电机的结构等同于图6所示的结构,其中压缩机构36从电动压缩机30中取出,并且具有与图1所示相同的截面。
因此,本发明的示例和实施例仅仅是说明性的而非限制性的,并且本发明不限于在此所给出的详细描述,本发明可在所附的技术方案的等同范围内进行变型。
Claims (10)
1.一种电动压缩机,其包括:
具有定子(14)的电机(10);
由该电机(10)驱动以便压缩气体的压缩机构;和
用于容纳该电机(10)和该压缩机构的壳体(11),该壳体(11)制造成便于通过冷缩配合或压配合将该定子(14)装配到其中,
该电动压缩机的特征在于,该壳体包括具有不同厚度(N1,N2)的厚部分(19)和薄部分(20),该厚部分(19)的厚度的中心(C1)相对于该壳体的径向方向位于该薄部分(20)的厚度的中心(C2)的外侧。
2.如权利要求1所述的电动压缩机,其特征在于,该壳体具有内周表面(17),该内周表面(17)的对应于该厚部分(19)的至少一部分紧固该定子(14)。
3.如权利要求2所述的电动压缩机,其特征在于,该内周表面(17)具有恒定的半径(M1)。
4.如权利要求3所述的电动压缩机,其特征在于,该壳体具有外周表面(18),该外周表面(18)的对应于该厚部分(19)的部分(18a)相对于该壳体的径向方向位于该外周表面(18)的对应于该薄部分(20)的部分(18b)的外侧。
5.如权利要求2-4中任一项所述的电动压缩机,其特征在于,多个厚部分(19)如此形成,即,沿该壳体的周向方向以相等的间隔布置。
6.如权利要求2-4中任一项所述的电动压缩机,其特征在于,该厚部分(19)沿该壳体的周向方向形成在至少三个位置中的每一位置处,并且在所述至少三个位置处的厚部分(19)沿该壳体的周向方向以相等的间隔布置。
7.如权利要求2-4中任一项所述的电动压缩机,其特征在于,该厚部分(19)是形成在壳体上的多个厚部分(19)中的一个,并且该薄部分(20)是形成在壳体上的多个薄部分(20)中的一个,薄部分(20)的数量等于厚部分(19)的数量,并且厚部分(19)和薄部分(20)沿该壳体的周向方向交替地布置。
8.如权利要求1-4中任一项所述的电动压缩机,其特征在于,该定子的外周表面具有沿定子(14)的轴线延伸的凹槽(22),其中在定子(14)的外周表面的对应于该凹槽(22)的部分与该壳体的内周表面(17)之间限定有一间隙。
9.如权利要求8所述的电动压缩机,其特征在于,定子(14)如此与壳体装配,即,使得该凹槽(22)位于面对薄部分(20)的周向位置处。
10.一种电机,其包括:
定子(14);
转子(13);
固定到该转子(13)上的旋转轴(12);和
用于容纳该定子(14)、该转子(13)和该旋转轴(12)的壳体(11),该壳体(11)制造成便于通过冷缩配合或压配合将该定子(14)装配到其中,
该电机的特征在于,该壳体包括具有不同厚度(N1,N 2)的厚部分(19)和薄部分(20),该厚部分(19)的厚度的中心(C1)相对于该壳体的径向方向位于该薄部分(20)的厚度的中心(C2)的外侧。
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