CN101106293A - 电机和电动压缩机 - Google Patents

Abstract

电机的外壳包括内圆周表面，所述内圆周表面包括沿圆周方向布置的凹进部。在定子的定子铁芯的外圆周表面上沿圆周方向设置有凸起部。将每个凸起部安装到相应凹进部中从而将定子铁芯固定到外壳上。转子位于定子的径向内部。当每个凸起部安装到相应的凹进部中时，每个凸起部的一对侧表面在外壳的圆周方向上被相应的凹进部的一对内侧表面被保持住。在每个凸起部的端面与沿着端面的整个表面、面对端面的相应凹进部的内部底表面之间形成间隙。

Description

电机和电动压缩机

技术领域

本发明涉及一种电机，其中通过将沿圆周方向设置在定子铁芯外圆周表面上的凸起部装配到沿圆周方向设置在外壳内圆周表面上的凹进部中，从而将定子铁芯固定到外壳上，并且本发明涉及装备有所述电机的电动压缩机。

背景技术

一种用于车用空调中的压缩机包括一种电动压缩机。电动压缩机的外壳容纳电机和压缩机构。电机包括环形定子和转子，转子位于定子内并且被固定在旋转轴上。定子包括环形定子铁芯和缠绕在定子铁芯上的绕组。通过将定子铁芯安装在外壳内从而将定子固定在外壳上。

通常，定子铁芯通过热压配合安装在外壳内。即，凸起部(例如4个)，其径向向内凸起部，形成在外壳的内圆周表面上，并在外壳的圆周方向等间距配置。接着，在加热并扩展外壳后，将定子铁芯布置在外壳中。外壳温度下降到室温时，外壳收缩。该收缩导致外壳的凸起部有压力地接触定子铁芯的外圆周表面，完成收缩装配。

日本专利公布No.2002-281698中公开了电机的一个实例。如图6A和6B所示，在该专利文献中公开了电机(旋转电机)100包括定子铁芯90和外壳92。定子铁芯90的外周表面上设有肋条91，肋条沿定子铁芯90圆周方向以一定间距进行布置。外壳92中在相应于肋条91的位置形成槽93。通过使肋条91和槽93保持一致，将定子铁芯90固定到外壳92中。

在上述的方法中，其中通过使凸起部有压力地接触定子铁芯外圆周表面来将定子铁芯安装在外壳内，定子铁芯的和凸起部有压力地接触的部分被凸起部从径向外侧径向向内压缩。这样，定子铁芯内圆周的形状可能由于压力产生的压缩而变形，不是正圆形。在上述专利公布No.2002-281698中公开的技术中还有，当肋条91安装到槽93中，每个槽93的内部底表面93a和相应的肋条91的外表面91a压力接触。这样，定子铁芯90上形成肋条91的部分被外壳92从径向外侧径向向内压缩。因此，定子铁芯90的内圆周的形状由于压力产生的压缩而变形，不是最初的圆形。如果发生这种变形，定子铁芯90的内圆周表面和转子外圆周表面之间的间隙在整个转子圆周方向变得不均匀，这在电机旋转时会增加外壳振动。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电机，所述电机防止由于在外壳内安装定子铁芯而使定子铁芯产生变形，并且提供一种电动压缩机。

为了实现前述的目的，并且根据本发明的第一方面，提供了一种电机，所述电机包括：外壳、定子、转子。外壳包括内圆周表面，其包括多个沿圆周方向进行布置的凹进部。每个凹进部包括内部底表面和一对内侧表面。定子位于外壳内并且包括定子铁芯，所述定子铁芯包括面对外壳的内圆周表面的外圆周表面。在定子铁芯的外圆周表面上沿圆周方向布置有多个凸起部。每个凸起部包括一对侧表面，其沿垂直于定子铁芯圆周方向的方向延伸；以及端面，其沿着定子铁芯的圆周方向延伸。通过使每个凸起部与相应的凹进部保持一致，将定子铁芯固定在外壳上。转子径向地位于定子内侧。在每个凸起部与相应的凹进部保持一致的状态，每个凸起部的一对侧表面被外壳圆周方向上相应的凹进部的一对内侧表面固定，并且第一间隙形成在每个端面和面对端面的凹进部的内底表面之间，沿着端面的整个表面。

根据本发明的第二方面，提供一种电动压缩机，包括：根据上述本发明第一方面的电机；受电机驱动进行旋转的旋转轴；以及压缩机构，所述压缩机构压缩压缩室中的气体并基于旋转轴的旋转排放气体。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的电动压缩机的纵剖视图；

图2是图1所示电动压缩机的电机和外壳的剖视图；

图3是图2中所示的凸起部与凹进部之间的装配状态的局部放大剖视图；

图4是所述凹进部的一种变型实施例的局部放大剖视图；

图5是所述凹进部的一种变型实施例的局部放大剖视图；以及

图6A是根据现有技术的电机和外壳的放大剖视图；

图6B是根据现有技术的电机和外壳的剖视图。

具体实施方式

现在参照图1-3描述本发明的一个实施例。

如图1所示，电动压缩机10包括容纳电机26和压缩机构40的铝外壳16。压缩机构40是涡卷型的并且包括定涡旋件13和动涡旋件11。定涡旋件13和动涡旋件11限定出压缩室14，所述压缩室的容积是可变的。进一步，外壳16限定出排放室21，受到压缩机构40压缩的冷冻剂被排放到其中。

排放室21被连接到外部冷冻剂回路15中的冷凝器23上。外部冷冻剂回路15包括冷凝器23、膨胀阀24和蒸发器25。外壳16中容纳电机26的元件，所述元件是旋转轴12、转子27和定子28。旋转轴12被固定到转子27上并且可旋转地受到外壳16的支承。因此，旋转轴12与转子27一体进行旋转。

当电机26的旋转轴12与转子27一起旋转时，联接到旋转轴12上的动涡旋件11沿轨道运行。动涡旋件11的沿轨道运行致使压缩室14朝向压缩机构40的径向中心移动，同时减小它的容积。从外部冷冻剂回路15(蒸发器25)引入到外壳16中的冷冻剂通过吸入口17被抽吸进入压缩室14，并且在压缩室14中受到压缩。经过压缩的冷冻剂在排出阀20打开时从排出端口19被排入排放室21。排放室21中的冷冻剂流入外部冷冻剂回路15，并返回外壳16。

现在详细描述电机26的结构。

在外壳16中，转子27被固定在旋转轴12的外圆周表面上，从而与旋转轴12一体进行旋转。转子27包括被固定在旋转轴12上的转子铁芯271；以及被设置在转子铁芯271的圆周表面上的永磁体272。如图2所示，定子28基本上呈环形，并且包括基本呈环形的具有齿部290的定子铁芯29和绕组30，它们中的每一个绕在其中的一个齿部290上。如图1所示，定子铁芯29由层压通过沿旋转轴12的中心轴线L压制形成的硅钢片31构造而成。当电流被供应给绕组30时，转子27产生旋转。通过切换逆变器(图中未示出)从而向绕组30供电。通过将定子铁芯29安装到外壳16的内圆周部分上，从而将定子28固定到外壳16上。

现在描述将定子28固定到外壳16上的结构。首先详细描述外壳16的结构。如图2所示，外壳16的内圆周表面16a具有圆形横截面，外壳16的内半径被设定为M。如图2中所示，凹进部32(该实施例中为4个)形成在外壳16的内圆周表面16a上，并且在外壳16的圆周方向上等角度间距进行布置(间隔90度)。如图3所示，每个凹进部32的内部底表面321沿外壳16的圆周方向进行延伸，并且是与内圆周表面16a共轴的弧形表面。每个凹进部32在圆周方向上的深度S为常数。同样，在外壳16上形成凹进部32的地方，外壳16的厚度(外壳16的径向尺寸)沿圆周方向是常数。术语“外壳16的径向”是指沿通过外壳16的中心轴线的直线的方向(外壳16的中心轴线与旋转轴12的中心轴线L重合)。另外，说明用语“每个凹进部32的内部底表面321沿着外壳16的圆周方向进行延伸”指的不仅是每个凹进部32的内部底表面321与外壳16的内圆周表面16a共轴进行延伸的情况，还有每个凹进部32的内部底表面321与外壳16的内圆周表面16a不共轴进行延伸的情况。在该实施例中，每个凹进部32的内部底表面321与外壳16的内圆周表面16a共轴进行延伸。

在限定出每个凹进部32的内壁中，一对沿与外壳16圆周方向相交的方向进行延伸并且沿外壳16的圆周方向相互面对的内壁被称为凹进部32的内侧表面322。每个凹进部32成形从而使相互面对的内侧表面322之间的距离随着到外壳16中心轴线的距离的增加而逐渐增加。也就是说，每个凹进部32成形从而使沿外壳16圆周方向的宽度从径向内端朝向径向外端增加。每个凹进部32在轴向上沿外壳16的整个长度进行延伸。

现在详细描述定子铁芯29的结构。

如图2所示，定子铁芯29基本呈环形，并且定子铁芯29的外圆周表面29a除了设置凸起部42的部分之外垂直于中心轴线L的横截面为圆形。定子铁芯29的内圆周表面29b，换句话说，面对转子27的外圆周表面并且通过连接齿部290的端面294形成的表面，为圆形圆周表面。如图3所示，定子铁芯29的外径N被设定小于外壳16的内径M。也就是说，当定子铁芯29被布置在外壳16内时，设定内半径M和外半径N从而使得在外壳16的内圆周表面16a与定子铁芯29的外圆周表面29a之间形成小间隙(第二间隙)K2。

如图2所示，凸起部42(本实施例为4个)被设置在定子铁芯29的外圆周表面29a上并且沿中心轴线L的方向进行延伸。凸起部42在定子铁芯29的圆周方向上等角度间距进行布置(间隔90度)，并且被选择性地安装在外壳16的凹进部32中。如图3所示，每个凸起部42的端面421沿定子铁芯29的圆周方向进行延伸，并且是与定子铁芯29的外圆周表面29a共轴的弧形表面。“每个凸起部42的端面421沿定子铁芯29的圆周方向进行延伸”的说明用语指的不仅是端面421与定子铁芯29的外圆周表面29a共轴进行延伸的情况，还有端面421与定子铁芯29的外圆周表面29a不共轴进行延伸的情况。在该实施例中，每个凸起部42的端面421与外圆周表面29a共轴进行延伸。因此，每个凸起部42的高度T，即端面421相对于定子铁芯29的外圆周表面29a突起的高度，在定子铁芯29的圆周方向是恒定的。凸起部42的高度T小于凹进部32的深度S。也就是说，如图3所示，当定子铁芯29通过将凸起部42装配到凹进部32中而被固定在外壳16内时，小间隙(第一间隙)K1形成在每个凹进部32的内部底表面321与相应的凸起部42的端面421之间。设定凸起部42的高度T和凹进部32的深度S从而形成间隙K1。

在每个凸起部42的外表面中，沿与定子铁芯29的圆周方向相交的方向进行延伸并且在定子铁芯29的圆周方向上相互面对的一对表面被称为凸起部42的侧表面422。图2中以假想线T1表示的直线是从定子铁芯29的中心轴线(与旋转轴12的中心轴线L相重合)延伸出的径向线，以假想线T2表示的直线是沿着其中一个侧表面422进行延伸的直线。说明用语“每个凸起部42的侧表面422在与定子铁芯29的圆周方向相交的方向进行延伸”指的是沿着侧表面422延伸的直线(假想线T2)倾斜的情况，这样使得该直线(假想线T2)更靠近径向线(假想线T1)以使直线(假想线T2)从定子铁芯29的径向外端接近中心轴线L。也就是说，当假想线T2从定子铁芯29的径向外端朝向中心轴线L进行延伸时，设置假想线T2的倾斜角度从而使假想线T2接近中心轴线L之前与假想线T1不相交。每个凸起部42被形成从而使得在一对相互面对的侧表面422之间的距离随着到定子铁芯29中心轴线的距离的增加而逐渐增加。也就是说，凸起部42这样形成，从而使得凸起部42在定子铁芯29的圆周方向上的宽度从径向内端朝向径向外端增加。

现在描述将定子28固定到外壳16上的方法。

首先，外壳16受到加热从而产生膨胀。接着，凸起部42被安装到相应的凹进部32中，从而使定子铁芯29被布置在外壳16内。此后，外壳16的温度降低到室温，外壳16产生收缩。凹进部32随着外壳16的收缩而收缩，从而使得与凹进部32相对应的凸起部42被保持住。结果是，定子铁芯29被固定到外壳16上。也就是说，外壳16的收缩导致每个凹进部32的内侧表面322压力接触相应凸起部42的侧表面422。这样，每个凸起部42沿圆周方向从两侧被内侧表面322紧固并且保持住。这样就对定子铁芯29相对于外壳16在圆周方向上的移动产生了约束。

每个凹进部32的圆周宽度随到外壳16中心的距离的增加而增加，每个凸起部42的圆周宽度随着到定子铁芯29的中心轴线的距离的增加而增加。因此，当凸起部42被安装到相应凹进部32中时，定子铁芯29相对于外壳16在径向方向上的移动受到约束。结果是，定子28被固定到外壳16上，从而不能移动。

在上述收缩装配阶段中，将内部底表面321与端面421的整个表面隔开的间隙K1形成在每个凸起部42的端面421与相关凹进部32的内部底表面321之间。间隙K1在定子铁芯29径向上的尺寸在圆周方向上是恒定的。术语“定子铁芯29的径向方向”指的是穿过定子铁芯29的中心轴线的直线进行延伸的方向(定子铁芯29的中心轴线与旋转轴12的中心轴线L相重合)。设定凹进部32的深度S和凸起部42的高度T从而使得在通过收缩装配将定子铁芯29固定到外壳16上之后形成间隙K1。每个凸起部42的端面421为弧形表面，该弧形表面与定子铁芯29的外圆周表面29a共轴，每个凹进部32的内部底表面321为弧形表面，该弧形表面与外壳16的内圆周表面16a共轴。因此，间隙K1在径向上的尺寸在定子铁芯29的圆周方向上是恒定的。这样，当外壳16在收缩装配过程中产生收缩时，虽然每个凸起部42被相关凹进部32的内侧表面322从圆周方向的两侧固定住，但是凸起部42不受从径向外侧向径向内侧的压缩。

在收缩装配阶段中，间隙K2形成在定子铁芯29的外圆周表面29a除了设有凸起部42的部分与外壳16的内圆周表面16a除了设有凹进部32的部分之间。在外壳16以产生压缩的情况下，间隙K2在定子铁芯29的径向方向上的尺寸在定子铁芯29的圆周方向上是恒定的。也就是说，设定外壳16的内半径M和定子铁芯29的外半径N，从而使得在定子铁芯29通过收缩装配被安装到外壳16上之后，形成间隙K2。因此，当外壳16在收缩装配中产生收缩时，定子铁芯29的外圆周表面29a被防止被外壳16从径向外侧向径向内侧压缩。这样，在收缩装配过程中，定子铁芯29没有沿整个圆周被从径向外侧压缩，并且定子铁芯29的内圆周表面29b被防止从圆形的形状产生形变。

该实施例具有下列优点：

(1)在定子铁芯29通过收缩装配而被固定到外壳16内的情况下，间隙K1形成在每个凸起部42的端面421与相应的凹进部32的内部底表面321之间，端面421的整个表面与内部底表面321隔离开。这样，在收缩装配过程中，端面421没有受到从定子铁芯29的径向外侧向径向向内的压缩，这样就防止了定子铁芯29由于压力产生的应力的作用而产生变形。结果是，定子铁芯29的内圆周表面29b防止了从圆形而产生变形，并且定子铁芯29的内圆周表面29b与转子27的外圆周表面之间的距离沿转子27的整个圆周是均匀的。这样就抑制了在电机26旋转时外壳16的振动，并且防止了电机26的性能下降。

(2)在定子铁芯29通过收缩装配而被固定到外壳16内的情况下，间隙K2形成在定子铁芯29的外圆周表面29a除了设有凸起部42的部分与外壳16的内圆周表面16a除了设有凹进部32的部分之间。因此，在收缩装配过程中，外壳16的内圆周表面16a不接触定子铁芯29的外圆周表面29a，没有压力径向向内压缩外圆周表面29a。这样，定子铁芯29的内圆周表面29b可靠地防止了从圆形产生变形。结果是，定子铁芯29的内圆周表面29b与转子27的外圆周表面之间的距离沿着转子27的整个圆周表面是均匀的。这样就抑制了在电机26旋转时外壳16的振动，并且防止了电机26的性能下降。

(3)每个凹进部32的内部底表面321为弧形表面，该弧形表面与外壳16的内圆周表面16a共轴。因此，在形成凹进部32时，仅需要以某种方式切割外壳16，以使凹进部32与内圆周表面16a共轴。这样，凹进部32易于制成。

(4)当定子铁芯29被固定到外壳16上时，间隙K1形成在每个凸起部42的端面421与相应的凹进部32的内部底表面321之间，并且间隙K2形成在定子铁芯29的外圆周表面29a与外壳16的内圆周表面16a之间。间隙K1、K2防止定子铁芯29产生变形，并且防止了电机26性能的下降。这样，当电机26用于电动压缩机10时，防止电动压缩机10在运行中产生振动。

可对上述实施例作出如下修改。

如图4所示，可形成间隙K1以使间隙K1在定子铁芯29径向方向上的尺寸从间隙K1的中心部分沿着外壳16的圆周方向的两个方向逐渐减小。也就是说，每个凹进部32的深度S在外壳16圆周方向上在凹进部的中心部分处为最大，在圆周方向上朝向两端减少。换句话说，凹进部32形成处的外壳16的厚度在对应于每个凹进部32的圆周中心的位置处最小，并且在圆周方向上朝向两个方向增加。这种凹进部32使外壳16在收缩装配中可以容易地沿对应于每个凹进部32圆周中心的位置膨胀。这样，每个凸起部42可以光滑地装配到相应的凹进部32中。

如图5所示，仅每个凸起部42的侧表面422的一部分可被相应凹进部32的内侧表面322保持住。

可形成每个凸起部42的侧表面422，从而使得穿过侧表面422的直线T2平行于径向线T1进行延伸。

代替进行收缩装配，定子铁芯29可以通过将每个凸起部42压力安装到相应的凹进部32中而被装配到外壳16上。

外壳16的内圆周表面16a与定子铁芯29的外圆周表面29a之间的间隙K2可以被忽略。

只要间隙K1沿着端面421的整个圆周宽度形成在每个凸起部42的端面421与相应的凹进部32的内部底表面321之间，间隙K1的尺寸可以根据需要进行调整。

压缩机40不局限于涡卷型的，还可以是例如活塞型或叶片型的。

定子28可以是上面缠绕有绕组30的磁芯被安装到定子铁芯29中的类型。

Claims (12)

1.一种电机，包括：

包括内圆周表面的外壳，所述内圆周表面包括沿圆周方向布置的多个凹进部，每个凹进部包括内部底表面和一对内侧表面；

位于外壳中的定子，所述定子包括定子铁芯，定子铁芯包括面对外壳内圆周表面的外圆周表面，在定子铁芯的外圆周表面上沿圆周方向布置有多个凸起部，每个凸起部包括一对侧表面，所述侧表面沿与定子铁芯的圆周方向相交的方向进行延伸，以及还包括端面，所述端面沿着定子铁芯的圆周方向进行延伸，通过将每个凸起部安装到相应的凹进部中从而将定子铁芯固定到外壳上；以及

位于定子的径向内部的转子，

其中，在每个凸起部被安装到相应的凹进部上时，每个凸起部的一对侧表面在外壳的圆周方向上被相应的凹进部的一对侧表面保持住，并且在每个端面与沿着端面的整个表面、面对端面的凹进部的内部底表面之间形成第一间隙。

2.根据权利要求1所述的电机，其中所述定子铁芯除了设有凸起部的部分的外半径小于所述外壳除了设有凹进部部分的内半径。

3.根据权利要求2所述的电机，其中当每个凸起部被装配到相应的凹进部中时，在所述定子铁芯的外圆周表面除了设有凸起部的部分与所述外壳的内圆周表面除了设有凹进部的部分之间形成第二间隙。

4.根据权利要求3所述的电机，其中每个凹进部的圆周宽度随着离外壳的中心轴线的距离的增加而增加，并且每个凸起部的圆周宽度随着离定子铁芯的中心轴线的距离的增加而增加。

5.根据权利要求4所述的电机，其中所述外壳的中心轴线和所述定子铁芯的中心轴线共轴，并且所述对内侧表面和所述对侧表面形成在从共同中心轴线延伸出的径向线上。

6.根据权利要求1所述的电机，其中所述第一间隙在定子铁芯径向方向上的尺寸在定子铁芯的圆周方向上是恒定的。

7.根据权利要求6所述的电机，其中每个凸起部的端面是与定子铁芯的外圆周表面共轴的弧面，且每个凹进部的内部底表面是与外壳的内圆周表面共轴的弧面。

8.根据权利要求1所述的电机，其中第一间隙在定子铁芯径向方向上的尺寸从凹进部的中心部分朝向外壳圆周方向的两端逐渐减小。

9.根据权利要求8所述的电机，其中每个凸起部的端面是与定子铁芯的外圆周表面共轴的弧面，且每个凹进部从凹进部的中心部分朝向外壳圆周方向的两端逐渐变浅。

10.根据权利要求1所述的电机，其中只有每个凸起部的侧表面的一部分被相关凹进部的对应的内侧表面保持住。

11.根据权利要求1所述的电机，其中所述凹进部和所述凸起部等角度间距进行布置。

12.一种电动压缩机，包括：根据权利要求1到11中任一项所述的电机；受电机驱动进行旋转的旋转轴；以及压缩机构，所述压缩机构压缩压缩室中的气体并基于旋转轴的旋转排放气体。

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