CN101490417B - 电动压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明的电动压缩机包括通电螺栓(102)和密封部件(100)，通电螺栓包含与马达(40)连接的输入部(102a)、与输入部相连并处于壳体(20)上穿设的插入孔(23d)内的中间部(102b)、与中间部相连并与驱动电路(98)连接的输出部(102c)，通电螺栓使驱动电路与马达之间通电，密封部件围绕中间部并被输入部侧和输出部侧夹持，紧固在壳体上。

Description

电动压缩机

技术领域

本发明涉及电动压缩机，尤其涉及适用于装入车用空调系统的制冷回路等中的电动压缩机。

背景技术

这种压缩机由收容在壳体内的驱动部及压缩部构成，在该压缩部装有对制冷剂进行吸入、压缩及排出这一连串流程的压缩单元。

例如，涡旋压缩机的压缩单元由相互啮合的定涡盘及动涡盘构成，动涡盘相对于定涡盘做绕转运动，使由各涡盘形成的空间的容积减小，从而进行上述一连串的流程。该单元由转轴驱动，对转轴通过对马达通电来驱动。这些转轴和马达设置在上述驱动部，马达的端子与设置在压缩机的外部的驱动回路的端子通过引线作电连接。

以前揭示了一种将马达及驱动回路的端子用螺栓直接紧固并通电、且去除这些端子之间的引线从而降低电伴热损失的技术(参照日本专利特开2002-371983号公报)。

然而，为了向马达供电必须采取绝缘措施。因此，希望确保绝缘距离，提高绝缘性能，尽可能地减少电流泄漏部位。然而，上述现有技术中，多个通电螺栓暴露在制冷剂或油的环境中，对实现绝缘性能的提高不利。

另外，为了防止制冷剂或油从壳体泄漏，必须将各通电螺栓配置在密封的密封端子内。然而，上述现有技术中，由于各通电螺栓处于彼此离开的位置关系，需要密封端子在壳体上的固定部，导致需要密封的部位及面积增大、密封端子结构大型化、零件数量增加、组装操作也繁琐等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能大幅度地提高绝缘性能、小型且零件数量少、具有能可靠地密封的密封端子的电动压缩机。

为了实现上述目的，本发明的电动压缩机包括：由密闭容器构成的壳体；机械室，其形成在壳体内并配置有马达，该马达通过来自外部的驱动电路的供电对可自由旋转地得到支撑的转轴予以驱动；压缩单元，其收容在壳体内并被转轴驱动，对制冷剂实施吸入、压缩及排出一连串的流程；通电螺栓，其包含与马达连接的输入部、与该输入部相连并处于壳体上穿设的插入孔内的中间部、与该中间部相连并与驱动电路连接的输出部，并对驱动电路与马达之间通电；以及密封部件，其围绕中间部并被输入部侧和输出部侧夹持，且被紧固在壳体上。

采用上述的电动压缩机，通电螺栓插入壳体的插入孔内，密封部件仅由该通电螺栓紧固在壳体上。因此，通电螺栓同时起到从驱动电路向马达供电以及将密封部件固定的作用，不需要在驱动壳体上另外设置用于固定密封部件的部位。因此，可减少电动压缩机的零件数量，使其组装操作容易。而且可节省壳体内的空间，促进电动压缩机的小型化。

作为较佳的形态，在上述电动压缩机中，密封部件包括：内侧块，其具有绝缘性，与壳体的内侧端面抵接并朝壳体的内侧延伸设置；以及外侧块，其具有绝缘性，与壳体的外侧端面抵接并朝壳体的外侧延伸设置，在各块上分别形成有供通电螺栓贯通的通孔。

采用该结构，能可靠地将通电螺栓与壳体的内侧及外侧间进行绝缘，能提高电动压缩机的绝缘性能。

作为较佳的形态，在上述电动压缩机中，密封部件还包括中间块，该中间块具有绝缘性，被内侧块和外侧块围绕，位于插入孔与中间部之间且形成有供通电螺栓贯通的通孔。

采用该结构，能可靠地将通电螺栓与壳体的插入孔之间进行绝缘，能进一步提高电动压缩机的绝缘性能。

作为较佳的形态，在上述电动压缩机中，在内侧块的通孔与中间部之间设有对通孔和壳体的内侧进行密封的弹性部件。

采用该结构，在通电螺栓的轴线方向上，能防止壳体内的制冷剂和油的氛围经由通孔、插入孔向壳体外泄漏，可提高电动压缩机的密封性。

作为较佳的形态，在上述电动压缩机中，在内侧块与壳体的内侧端面之间设有将通孔与壳体的内侧之间进行密封的弹性部件。

采用该结构，在通电螺栓的径向上，能防止壳体内的制冷剂和油的氛围经由插入孔向壳体外泄漏，可进一步提高电动压缩机的密封性。

作为较佳的形态，在上述电动压缩机中，通电螺栓针对马达的每个相设置一个或多个，当通电螺栓的总数为多个时，各通电螺栓彼此相邻配置。

采用该结构，可进一步促进节省壳体内的空间，进一步促进电动压缩机的小型化。

附图说明

图1是本发明一实施方式的涡旋压缩机的纵剖视图。

图2是图1的密封部件的俯视图。

图3是图1的密封部件的放大纵剖视图。

图4是本发明的变形例，是仅改变了安装在图3的密封部件上的O形环的位置及数量后的密封部件的放大纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

图1表示本实施方式的电动压缩机4。

该电动压缩机4包括水平方向延伸的壳体20，装入车辆的空调系统的制冷回路等中使用。在这样的制冷回路中，除了压缩机4以外，还依次配置了均未图示的气体冷却器、膨胀阀及蒸发器等，压缩机4从蒸发器吸入天然类制冷剂即二氧化碳制冷剂(以下简称为制冷剂)，且将该制冷剂压缩后向气体冷却器排出。

壳体20是由驱动壳体22、后壳体23及压缩壳体24构成的密闭容器。驱动壳体22的两端开口，而压缩壳体24及后壳体23分别呈朝驱动壳体22侧开口的杯状。压缩壳体24及后壳体23的开口端分别通过螺栓28、29与驱动壳体22的两端的开口端气密封地嵌合。也可将驱动壳体22与后壳体23形成为一体，另外，只要使至少一端侧开口，则各壳体22、23、24也可全部形成为一体。

在驱动壳体22的一端侧的开口端设有环状的支撑块46。在驱动壳体22内，支撑块46与后壳体23的杯状有底部分之间的空间形成马达室(机械室)26。在马达室26内配置带有台阶的转轴30，转轴30具有小径轴部32和大径轴部34。小径轴部32通过滚针轴承38可自由旋转地支撑在从壳体23的有底部分突出的凸部48上，另一方面，大径轴部34通过滚珠轴承36可自由旋转地支撑在支撑块46上。

在后壳体23的周壁上形成有与马达室26连通的吸入口25，吸入口25与上述蒸发器连接，将来自制冷回路的吸入制冷剂导入马达室26内。

通过向电动马达(马达)40通电来驱动转轴30。具体而言，电动马达40是无刷马达，配设在马达室26内，包括：转子42，其具有稀土类的永磁体例如钕磁体且固接在转轴30的外周侧；定子44，其具有配置在转子42的外周侧的电枢绕组43。另外，本实施方式的电动马达40是三相同步马达，按各相向电枢绕组43供电，详细后述。一旦电枢绕组43被通电，转子42便随着电枢绕组43产生的磁场的旋转而与转轴30一体地旋转。

另一方面，在压缩壳体24内收容有涡盘单元(压缩单元)52，涡盘单元52包括动涡盘54及定涡盘56。动涡盘54及定涡盘56分别具有彼此啮合的涡旋片61、79，涡旋片61、79彼此协同动作而形成压缩室58。压缩室58由于动涡盘54的绕转运动而从涡旋片61、79的径向外周侧向中心移动，其容积减小。

为了实现上述动涡盘54的绕转运动，动涡盘54的端板60具有朝驱动壳体22侧突出的凸部62，偏心套筒66通过滚针轴承64可自由旋转地支撑在凸部62上。偏心套筒66被曲柄销68支撑，曲柄销68从大径轴部34偏心地突出。由此使动涡盘54通过曲柄销68及偏心套筒66而随转轴30的旋转进行绕转运动。

在偏心套筒66上，配重70通过连接销71安装在偏心套筒66与大径轴部34之间，配重70在动涡盘54进行绕转运动时作平衡重块使用。

而定涡盘56则通过螺栓57固定在压缩壳体24的有底部分上，定涡盘56的端板78将压缩壳体24内分隔为压缩室58侧和排出室80侧。在端板78的中央形成有与压缩室58相连的排出孔82，排出孔82由簧片阀84开闭。簧片阀84与其压阀件86一起安装在端板78的排出室80侧。

此外，在压缩壳体24的有底部分上形成有与排出室80连通的排出口87，排出室80通过排出口87与上述气体冷却器连接，这样被压缩后的制冷剂向制冷回路中排出。

然而，本实施方式的压缩机4中，密封端子100被螺栓102(通电螺栓)夹持在呈杯状的后壳体23的端壁23a上。

密封部件100包括树脂制的内侧块104、外侧块106、绝缘套环(中间块)114。内侧块104与后壳体23的端壁23a的内侧端面23b抵接，并向后壳体23的内侧、即马达室26内延伸设置。

另一方面，外侧块106与后壳体23的端壁23a的外侧端面23c抵接并朝后壳体23的外侧延伸设置，安装成隔着端壁23a与内侧块104相对的状态。另外，在这些内侧块104与外侧块106之间夹设有绝缘套环114，绝缘套环114被各块体104、106围绕。

如图2所示，从马达室26侧看密封部件100时，内侧块104的内侧端面104a其平面呈大致三角形，并围绕着朝外侧块106侧插入的各螺栓102。各螺栓102彼此相邻地配置，相邻的两个螺栓102的轴线间距离接近剩下的螺栓102的头部的六角形的对角线长度。

详细如图3所示，螺栓102贯通在内侧块104、外侧块106及绝缘套环114上形成的通孔104b、106b、114a，并插入在后壳体23的端壁23a上穿设的插入孔23d中。各通孔104b、106b、114a及各插入孔23d与三个螺栓对应地设置。

螺栓102从马达室26侧起依次形成有输入部102a、中间部102b、输出部102c。输入部102a是螺栓102的头部，与输入端子部件108连接，引线91的一端与输入端子部件108连接。

与输入部102a相连的中间部102b是螺栓102的不具有螺纹部的部分，其一部分位于插入孔23d内。中间部102b、即螺栓102与后壳体23的内侧端面23b及外侧端面23c之间的绝缘距离分别作为内侧块104及外侧块106的母线长度。

绝缘套环114成为与内侧块104及外侧块106大致相似的形状，即平面呈大致三角形，并嵌入插入孔23d与中间部102b之间，绝缘套环114的母线长度作为后壳体23的插入孔23d与螺栓102间的绝缘距离。这样，螺栓102的中间部102b被密封部件100围绕。

与中间部102b相连的输出部102c位于螺栓102的螺纹部，螺母110在此与螺栓102螺合。由此使输出端子部件112被夹在外侧块106的外侧端面106a上，同时内侧块104及外侧块106相对于后壳体23而固定。最后，输出端子部件112与引线90的一端连接，形成供电回路。

这样，从位于压缩机4外部的驱动电路98依次经过引线90、输出端子部件112、螺栓102、输入端子部件108、引线91而向电枢绕组43供电，且密封部件100被螺栓102的输入部102a及输出部102c夹持而紧固在后壳体23上。

在此，说明密封部件100在后壳体23上的安装步骤，首先，在预先将螺栓102插入内侧块104的通孔104c内的状态下，将螺栓102插入后壳体23的插入孔23d内。此时，内侧块104及各螺栓102成为一体而单元化。

接着，将绝缘套环114套装在从插入孔23d向后壳体23外突出的各螺栓102上。绝缘套环114嵌入中间部102b与插入孔23d之间的间隙内，绝缘套环114的通孔114a外套在螺栓102上。

接着，使通孔106b从上方将套在各螺栓102上，以安装外侧块106，当将输出端子部件112嵌入输出部102c后，最后将螺母110与螺栓102螺合，将密封部件100紧固在后壳体23的端壁23a上，由此完成密封部件100的组装。不过，输入端子部件108及输出端子部件112也可与螺栓102成形为一体。

在此，对从引线90经由引线91至电枢绕组43的结线部分实施了绝缘处理，特别是对引线91和电枢绕组43用漆包线等包覆。而且，输入端子部件108整体及输入端子部件108与引线91间的连接部由绝缘管116包覆，绝缘管116由热缩性材料形成，虽未明确图示，但至少输入端子部件108或引线91被卡住。

在内侧块104的通孔104b中形成有与中间部102b之间留有微小间隙的缩径部104c，在缩径部104c形成有槽部104d，该槽部104d通过将与后壳体23的内侧端面23b间的抵接面作环状切割而成，在槽部104d内安装有O形环(弹性部件)118。

O形环118与内侧端面23b及中间部102b抵接，将内侧端面23b侧及外侧端面23c侧、即后壳体23的内侧及外侧之间、以及后壳体23的内侧及缩径部104c之间进行气密封。换言之，通孔104b在螺栓102的轴线方向及径向双方都与后壳体23气密封地隔断。不过，该O形环针是对每个螺栓102设置。

如图4所示，也可设置两个O形环，分为与内侧端面23b抵接的O形环120(弹性部件)及与中间部102b抵接的O形环122(弹性部件)。O形环122只要与中间部102b抵接，也可如图所示地与螺栓102的头部抵接。

如此构成的压缩机4中，一旦来自驱动电路98的电力驱动电动马达40而使转轴30旋转，动涡盘54便过偏心套筒66而绕定涡盘56的轴心作绕转运动。此时，动涡盘54的自转处于被多个止转机构50阻止的状态。其结果，动涡盘54在将其绕转姿势维持一定的状态下相对于定涡盘56作绕转运动，通过该绕转运动，制冷剂经由吸入口25从马达室26吸入压缩室58内，对该吸入的制冷剂压缩后将压缩制冷剂向排出室80内排出。

从排出室80排出的高温高压气态的制冷剂经由排出口87而在气态冷却器内冷却并供给膨胀阀，且在经受了节流作用引起的膨胀后向蒸发器内喷出，由于制冷剂的汽化热，使蒸发器周围的空气被冷却，该冷却后的冷气被送入车室内而对车室内降温。而蒸发器内的制冷剂则返回压缩机4的吸入口25，之后再次被压缩机4压缩，且如上所述那样进行循环。

以上的本实施方式中，螺栓102插入在后壳体23的端壁23a上穿设的插入孔23d内，密封部件100、即内侧块104及外侧块106仅由螺栓102紧固在端壁23a上。因此，螺栓102同时起到从驱动电路98向电动马达40供电以及对密封部件100进行固定的作用，不需要在端壁23a上另外设置用于固定密封部件100的部位。因此，可减少压缩机4的零件数量，使其组装操作容易，降低压缩机4的制作成本。而且，密封端子的占有面积减小，可节省后壳体23内的空间，促进压缩机4的小型化。

另外，内侧块104及外侧块106及绝缘套环114都形成为平面看大致为三角形，三个螺栓102彼此相邻配置。因此，可节省后壳体23内的空间，进而进一步促进压缩机4的小型化。

另一方面，密封部件100包括将母线长度作为绝缘距离的内侧块104及外侧块106，这些块104、106分别与后壳体23的端壁23a的内侧端面23b及外侧端面23c抵接，且分别具有供螺栓102贯通的通孔104b、106b。

在螺栓102的插入孔23d与螺栓102的中间部102b之间夹设有将母线长度作为绝缘距离的绝缘套环114。因此，能可靠地将螺栓102与后壳体23的内侧、外侧及后壳体23的插入孔23d之间进行绝缘，可大幅度地提高压缩机4的绝缘性能。

在此，输入端子部件108及引线91的连接部也就是电动马达40的充电部，是尤其容易引起绝缘性能下降的部位。该连接部如上所述地预先实施绝缘处理，此外还通过用绝缘管116覆盖，能可靠地防止连接部的露出，可提高压缩机4的绝缘性能的可靠性。

另外，由于绝缘管116是热缩管，能可靠地安装在输入端子部件108及上述连接部上，而且在输入端子部件108或引线91的任一方上卡住，可防止绝缘管116因压缩机4的振动或外部干扰而脱落，能稳定地确保压缩机4的绝缘性能。

另一方面，对于密封部件100在后壳体23上的安装，预先将螺栓102贯通内侧块104的通孔104b而单元化，且将该单元插入后壳体23的插入孔23d中。将作为另一单元的绝缘套环114及外侧块106的通孔114a及106b依次对准螺栓102而将它们套在从插入孔23d伸出的螺栓102上。在将这些单元安装在后壳体23上后，将螺母110从后壳体23的外侧与螺栓102螺合紧固。

这样，通过促进组装时零件的单元化，即使像本实施方式那样有多个螺栓102时，也可减少密封部件100的、进而减少压缩机4的零件数量，能防止组装时零件的缺失等。

另外，内侧块104、外侧块106及绝缘套环114在后壳体23上的安装分别利用一次装配工序即可完成，可减少压缩机4的装配工时，提高装配性。理想的是将输入端子部件108及输出端子部件112与螺栓102成形为一体，这样可进一步减少压缩机4的零件数量，进一步提高其装配性。

另一方面，在内侧块104的通孔104b与螺栓102的中间部102b之间配设有对通孔104b和后壳体23内进行密封的O形环122。因此，在螺栓102的轴线方向上，能防止后壳体内的制冷剂和油的氛围气经由通孔104b、插入孔23d向后壳体23外泄漏，可提高压缩机4的密封性。

在内侧块104与后壳体23的内侧端面23b之间设有O形环120，对插入孔23d和后壳体23内进行密封。因此，在螺栓102的径向上，能防止后壳体内的制冷剂和油的氛围气经由插入孔23d向后壳体23外泄漏，可进一步提高压缩机4的密封性。

理想的是如图3所示，在可同时对内侧块104的通孔104b及插入孔23d进行密封的位置上形成槽部104d并设置O形环118，这样利用一个O形环即可同时对螺栓102的轴线方向及径向进行密封，由此可进一步减少压缩机4的零件数量，进一步提高其装配性。

此外，通过具有这样的O形环118、120、122，除了提高上述密封性以外，还可使用较小的紧固力将螺母110相对于螺栓102螺合紧固，可使用螺栓102的强度等级降低的廉价材料的螺栓，因而还具有降低压缩机4的制作成本的效果。

以上说明了本发明的一实施方式，但本发明并不受上述实施方式的限定，在不脱离本发明的主旨的范围内可进行各种变更。

例如，除了上述实施方式中的O形环118以外，还可如图4所示，对内侧块104安装两个O形环120、122，但在仅安装O形环120、122中任意一个时，至少可提高压缩机4在螺栓102的轴线方向或径向中一个方向的密封性。

另外，O形环120也可不是针对每个螺栓102设置，而是针对每个内侧块104一并围绕三个螺栓102，此时，可减少O形环120的数量，还可提高O形环在后壳体23上的装配性。此外，只要O形环122与中间部102b抵接即可，如该图所示，即使设置成与螺栓102的头部抵接也可获得同样的效果。

此外，也可取代O形环118、120、122而设置垫片。此时，能进一步增大螺母110对于螺栓102的紧固力，能防止密封部件100的各构成零件的无用的松动，进一步提高压缩机4的可靠性。

此外，在上述实施方式中，绝缘套环114是一个单独的部件，但也可与内侧块104或外侧块106的任一方成形为一体，这样可进一步减少压缩机4的零件数量，进一步提高其装配性。

另外，上述实施方式中，内侧块104、外侧块106及绝缘套环114由树脂制成，有助于压缩机4的轻量化，但这些部件的材料只要是具有绝缘性的材料即可，例如也可由陶瓷制成。在用陶瓷制造时，与树脂制相比，材料不易产生时效劣变，能持续保持螺栓102及螺母10对于内侧块104及外侧块106的紧固力，而且还可持续确保绝缘套环114的绝缘性能，进一步提高压缩机4的可靠性。

此外，上述实施方式的电动马达40是三相马达，但并不局限于该形态，例如也可应用于单相或二相马达，通过设置与相数对应数量的螺栓102，且在内侧块104及外侧块106上分别设置与螺栓102的数量对应的通孔104b、106b，可使密封端子，进而使压缩机4小型化。根据马达输出功率，有时也可对每个相设置两个以上的螺栓102。

上述实施方式是对涡旋式电动压缩机进行了说明，但本发明的压缩单元也可应用于涡旋式或活塞往复式，此外，制冷回路中使用的制冷剂除了二氧化碳制冷剂以外也可使用氟利昂替代品。在以上场合也可简单、可靠地提高压缩机的绝缘性能及密封性。

Claims (3)

1.一种电动压缩机，包括：

由密闭容器构成的壳体；

机械室，该机械室形成在所述壳体内并配置有马达，该马达通过来自外部的驱动电路的供电对可自由旋转地得到支撑的转轴予以驱动；

压缩单元，该压缩单元收容在所述壳体内并被所述转轴驱动，实施制冷剂的吸入、压缩及排出的一连串处理；

通电螺栓，该通电螺栓包含与所述马达连接的输入部、与该输入部相连并处于所述壳体上穿设的插入孔内的中间部、与该中间部相连并与所述驱动电路连接的输出部，所述通电螺栓使所述驱动电路与所述马达之间通电；以及

密封部件，该密封部件围绕所述中间部并被所述输入部侧和所述输出部侧夹持，紧固在所述壳体上，

所述密封部件包括：

内侧块，该内侧块具有绝缘性，与所述壳体的内侧端面抵接并朝该壳体内侧延伸设置；以及

外侧块，所述外侧块具有绝缘性，与所述壳体的外侧端面抵接并朝该壳体外侧延伸设置，

在所述各块上分别形成有使所述通电螺栓贯通的通孔，

在所述内侧块的所述通孔中形成有与所述中间部之间留有微小间隙的缩径部，在该缩径部形成有槽部，该槽部通过将与所述壳体的所述内侧端面抵接的抵接面作环状切割而成，在该槽部内安装有弹性部件，该弹性部件与所述内侧端面及所述中间部同时抵接，对所述通孔和所述壳体的内侧进行密封。

2.如权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，所述密封部件还包括中间块，该中间块具有绝缘性，被所述内侧块和所述外侧块围绕，位于所述插入孔与所述中间部之间且形成有使所述通电螺栓贯通的通孔。

3.如权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，所述通电螺栓针对所述马达的每个相设置一个或多个，当所述通电螺栓的总数为多个时，各通电螺栓彼此相邻配置。

Images