CN102207072B - 电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种电动压缩机，所述电动压缩机用于安装至车辆的第一安装件。所述压缩机包括外壳以及用于将所述外壳固定至所述第一安装件的第二安装件，所述外壳中具有压缩机构，所述压缩机构被电力驱动而将流体吸入所述外壳内以进行压缩并将已压缩的流体排出所述外壳。所述第二安装件包括：第一圆柱形构件；由树脂制成并设置在所述第一圆柱形构件与所述外壳之间的减振构件；延伸穿过所述第一圆柱形构件及所述减振构件以将所述第一圆柱形构件及所述减振构件固定至所述外壳的第一紧固构件；以及插入穿过所述第一圆柱形构件以将所述第一圆柱形构件固定至所述第一安装件的第二紧固构件。

Description

电动压缩机
技术领域
本发明涉及一种电动压缩机，更具体地，涉及一种安装在车辆上的电动压缩机。
背景技术
由发动机及电动马达提供动力的混合动力车根据其运行情况改变发动机驱动与电机驱动的比。在这种混合动力车中，如果使空调的冷却循环运作的压缩机由该车辆的发动机驱动，那么该压缩机不能从该发动机不断地获得必要的驱动力。因此，在混合动力车中，使用由来自于安装在该车辆上的电池的电力驱动的压缩机。这种电动压缩机安装在该车辆的车体或发动机上。
当发动机处于停止状态时，诸如怠速停止期间，该压缩机仅由电动马达驱动。当在发动机处于停止状态的情况下压缩机被驱动时，由于压缩机的工作而产生噪音。噪音产生的主要原因是由于车体或发动机的振动导致的共振，而车体或发动机的振动是由压缩机的振动引起的，该压缩机的振动通过其安装件而不是从压缩机辐射的声音传输。有人已经提议了各种用于电动压缩机的安装件以减少从压缩机至车辆的车体或发动机的振动传递。
日本未审查的实用新型申请公开No.64-44810披露了一种压缩机，其具有固定至该压缩机并用于将该压缩机安装至发动机组的圆柱形配件。通过拧紧被插入穿过圆柱形配件并插入到发动机组的螺纹孔中的螺栓，可将该压缩机安装至发动机组。橡胶垫绕该圆柱形配件缠绕。因此，通过使用具有卷曲部分的托架将缠绕有橡胶垫的圆柱形配件安装至压缩机，该卷曲部分将圆柱形配件保持在卷曲部分中并且该卷曲部分螺纹连接至压缩机的外表面。橡胶垫设置在托架与圆柱形配件之间以及压缩机与圆柱形配件之间。
在公开No.64-44810中披露的压缩机中，其中设置在压缩机上的圆柱形配件由螺纹连接至该压缩机的托架保持，然而，由于设置在托架与圆柱形配件之间以及圆柱形配件与压缩机之间的橡胶垫，该圆柱形配件不能牢固地安装至该压缩机。这引起工作期间该压缩机的位移，从而使压缩机以大振幅振动。压缩机的位移可能损坏压缩机与冷却回路之间的连接。压缩机的大振幅的振动可能被传递至车辆，并且因此，车辆的乘客可能承受不期望的振动及噪音。
本发明旨在提供一种电动压缩机，其能够减少车辆的噪音，并且提供一种用于压缩机的刚性安装件。
发明内容
根据本发明的一个方面，电动压缩机用于安装至车辆的第一安装件。该压缩机包括外壳以及用于将该外壳固定至第一安装件的第二安装件，该外壳中具有压缩机构，该压缩机构被电力驱动而将流体吸入外壳内以进行压缩并且将已压缩的流体排出外壳。第二安装件包括：第一圆柱形构件；由树脂制成并且设置在第一圆柱形构件与外壳之间的减振构件；延伸穿过第一圆柱形构件以及减振构件以将第一圆柱形构件及减振构件固定至外壳的第一紧固构件；以及插入穿过第一圆柱形构件以将第一圆柱形构件固定至第一安装件的第二紧固构件。
参考附图，从通过示例示出本发明原理的下文描述中，本发明的其它特征及优点将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的第一种实施方式的电动压缩机的示意性局部剖切的剖视图，其示出了压缩机的外壳及安装件；
图2是沿图1的线II-II剖切的剖视图；
图3是示出了压缩机的安装件的另一实施方式的局部剖视图；并且
图4与图3类似，但示出了压缩机的安装件的又一实施方式。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本发明的电动压缩机的实施方式。在这些实施方式中，意在将压缩机安装至车辆的内燃机。应当注意，图1中所示的上侧及下侧分别是压缩机的上侧及下侧。
参考图1，总体由101标示的电动压缩机包括压缩机本体1以及多个固定至压缩机本体1的安装件11。压缩机本体1具有圆柱形外壳2，在圆柱形外壳2中容纳有压缩机构3，该压缩机构3被电力驱动以便压缩诸如被吸入到外壳2内的制冷剂之类的流体并将已压缩的流体排出外壳2。外壳2由诸如铝合金之类的金属制成。
安装件11(第二安装件)固定至外壳2的外周表面2A的上侧及下侧。各安装件11大致为圆柱形，其纵向轴线垂直于外壳2的纵向轴线。安装件11包括圆柱形构件12以及减振构件13，减振构件13布置在圆柱形构件12的外周表面12B上或周围。圆柱形构件12(第一圆柱形构件)由诸如铝合金之类的金属制成。
减振构件13由对金属而言粘附强度高、具有高刚性以及高振动减衰特性的树脂制成。用于减振构件13的材料具有的弯曲弹性模量不小于100MPa并且不大于10000MPa。用于减振构件13的材料包括PP(聚丙烯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)、PUR(聚氨酯)、PTFE(聚四氟乙烯)、PF(酚醛树脂)、PC(聚碳酸酯)、PA(聚酰胺，尼龙)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)，碳塑料或这些材料的复合材料。减振构件13可由任何纤维增强塑料(FRP)制成。
用于减振构件13的材料的与振动减衰特性相关的损耗因数高于用于外壳2以及圆柱形构件12的材料的损耗因数，优选地，范围在0.01至1之间。例如，作为用于外壳2以及圆柱形构件12的材料的铝合金具有的损耗因数约为0.0001。减振构件13形成在圆柱形构件12上，从而分别使减振构件13的纵向端部13F以及13G不延伸超出圆柱形构件12的纵向端部12D以及12E。减振构件13的纵向长度等于或小于圆柱形构件12的纵向长度。
圆柱形构件12在其纵向中心处具有孔12A，孔12A在圆柱形构件12的外周表面12B与内周表面12C之间横向形成。圆柱形构件12在面向孔12A的位置处具有第一安装孔12H，第一安装孔12H在外周表面12B与内周表面12C之间横向形成。减振构件13具有在其外周表面13D与内周表面13E之间横向形成、并且从圆柱形构件12的第一安装孔12H继续延伸的第二安装孔13H。第一安装孔12H以及第二安装孔13H配合以形成在减振构件13的外周表面13D与圆柱形构件12的内周表面12C之间延伸的单一安装孔。
参考图2，在孔12A中设有环形轴环14，环形轴环14的外径小于孔12A的直径。轴环14(第二圆柱形构件)在圆柱形构件12的内周表面12C与减振构件13的外周表面13D之间延伸，并具有孔14C，孔14C在轴环14的相反的端面14A与14B之间贯穿形成。如同圆柱形构件12一样，轴环14由诸如铝合金之类的金属制成。减振构件13在圆柱形构件12与孔12A中的轴环14之间填充从而包围轴环14。因此，减振构件13阻止轴环14与圆柱形构件12直接接触。减振构件13与圆柱形构件12以及轴环14例如通过嵌件模塑方法一体形成。
如图1所示，减振构件13的外周表面13D具有向内弯曲的安装表面131，安装表面131的轮廓与外壳2的外周表面2A的轮廓相对应。减振构件13的与减振构件13的安装表面131相邻的部分覆盖圆柱形构件12的外周表面12B，因此，圆柱形构件12并不暴露于安装表面131。轴环14的端面14B暴露于安装表面131并且与外壳2的外周表面2A的轮廓相对应的轮廓。外壳2在其外周表面2A中具有在外壳2的径向向内延伸的内螺纹孔2B。
在将圆柱形构件12及减振构件13安装至外壳2时，首先，减振构件13的安装表面131以及轴环14的端面14B设置为与外壳2的外周表面2A接触，从而使轴环14以面对外壳2的螺纹孔2B的关系定位。接下来，诸如具有外螺纹杆21A的螺钉之类的紧固件21(第一紧固构件)经过减振构件13的第二安装孔13H以及圆柱形构件12的第一安装孔12H插入到圆柱形构件12内。紧固件21的杆21A进一步插入穿过轴环14的孔14C并拧入外壳2的螺纹孔2B内。使用穿过第一安装孔12H以及第二安装孔13H插入圆柱形构件12内的工具(未示出)拧紧紧固件21，从而使轴环14紧固至外壳2。这样，通过紧固件21将与轴环14形成为一体的圆柱形构件12以及减振构件13安装至外壳2。紧固件21由金属制成。
因而，在圆柱形构件12以及减振构件13安装至外壳2的情况下，减振构件13设置在圆柱形构件12与外壳2之间，减振构件13阻止圆柱形构件12与外壳2接触。包围紧固件21的杆21A的轴环14由减振构件13包围，因此，紧固件21与轴环14都不与圆柱形构件12接触。由于紧固件21的头部21B的直径小于轴环14的外径(见图2)，所以紧固件21既不与圆柱形构件12接触也不与减振构件13接触，而仅与轴环14接触。由于拧紧紧固件21产生的压缩力由与紧固件21接触的轴环14以及外壳2的外周表面2A承受。由金属制成的圆柱形构件12既不与外壳2直接接触也不仅仅通过金属构件耦连至外壳2。圆柱形构件12通过减振构件13耦连至外壳2。
安装件11还包括设置在圆柱形构件12的两个相对端处的第一衬套15以及第二衬套16。第一衬套15以及第二衬套16呈圆柱形并且装配于圆柱形构件12的内周表面12C中。第一衬套15具有孔15A，孔15A的轴线相对于圆柱形构件12的轴线偏心，类似地，第二衬套16具有孔16A，孔16A的轴线相对于圆柱形构件12的轴线偏心。孔15A与孔16A的轴线朝着内周表面12C的面对紧固件21的部分的方向——也就是图1中向上的方向——偏心。
发动机31——压缩机101安装至该发动机——具有圆柱形安装件32。安装件32(第一安装件)在其端面32A中具有沿安装件32的轴线延伸的内螺纹孔32B。
在将压缩机101安装至发动机31时，压缩机101的安装件11固定至发动机31的相应安装件32。首先，在安装件11的圆柱形构件12的端部12D设置为与安装件32的端面32A接触的情况下，具有形成有外螺纹22B的杆22A的紧固件22(第二紧固构件)从第二衬套16的孔16A插入穿过圆柱形构件12并且进一步穿过第一衬套15的孔15A。之后杆22A拧入安装件32的螺纹孔32B内，从而通过紧固件22将圆柱形构件12紧固至安装件32。这样，安装件11固定至安装件32。紧固件22由金属制成。
因而在压缩机101的安装件11固定至发动机31的安装件32的情况下，圆柱形构件12的相对端12D以及12E分别与安装件32的端面32A以及紧固件22接触。由于拧紧紧固件22而产生的压缩力由圆柱形构件12承受，并且减振构件13不承受这种压缩力。虽然紧固件22的杆22A位于面对紧固件21的头部21B的位置，但杆22A插入穿过的孔15A以及孔16A的轴线相对于圆柱形构件12的轴线偏心，从而在紧固件21的头部21B与紧固件22的杆22A之间形成间隙t1，因此阻止杆22A与紧固件21接触。
当压缩机101工作时，压缩机构3在外壳2中被驱动，由此导致外壳2振动。大多数振动通过与外壳2接触的安装表面131直接传递至减振构件13。其余的振动通过紧固件21以及轴环14传递至位于轴环14周围的减振构件13。这样，外壳2的所有振动都传递至减振构件13。
由于减振构件13的高损耗因数，从外壳2传递至减振构件13的振动衰减，这防止将外壳2的振动传递至金属圆柱形构件12。因此，防止外壳2的振动传递至发动机31，从而导致减少传递至安装有发动机31的车体(未示出)的振动。此外，由树脂材料制成的、弯曲弹性模量在100MPa至10000MPa之间的减振构件13具有较高的刚性，因此，外壳2的振动不会引起减振构件13的变形。这防止外壳2相对于安装件11产生位移，由此防止外壳2较大振幅的振动。
如上所述，压缩机101具有安装件11，外壳2通过安装件11固定至发动机31的安装件32。外壳2中具有压缩机构3，压缩机构3被电力驱动而将流体吸入到外壳2内以进行压缩，并且将已压缩的流体排出外壳2。安装件11包括固定至外壳2的圆柱形构件12以及设置在圆柱形构件12与外壳2之间的由树脂制成的减振构件13。圆柱形构件12以及减振构件13通过紧固件21紧固至外壳2，紧固件21延伸穿过圆柱形构件12以及减振构件13。圆柱形构件12通过紧固件22紧固至安装件32，紧固件22插入穿过圆柱形构件12。紧固件22沿圆柱形构件12的纵向延伸，并且紧固件21沿圆柱形构件12的横向延伸。
外壳2的所有振动都传递至位于圆柱形构件12与外壳2之间的减振构件13，并且由于高振动减衰特性的树脂材料而在减振构件13处衰减。这导致从压缩机101通过发动机31传递至车体(未示出)的振动减少，由此能够减少车辆的共振噪音。此外，通过紧固件21紧固至外壳2的圆柱形构件12以及减振构件13牢固地安装至外壳2，紧固件21插入通过圆柱形构件12以及减振构件13。
由于减振构件13的材料的振动减衰特性高于外壳2的振动减衰特性，所以从外壳2传递至减振构件13的振动被有效地衰减。
由于紧固件22的压缩力由设置在安装件32与紧固件22之间的圆柱形构件12承受，所以减振构件13不承受这种压缩力。这使紧固件22能够被牢固地拧紧，从而使圆柱形构件12牢固地安装至安装件32，并且还减少发生在减振构件13中的疲劳和蠕变，由此防止减振构件13与圆柱形构件12分离。
金属轴环14设置在紧固件21与外壳2之间，紧固件21插入通过金属轴环14，并且减振构件13设置在轴环14与圆柱形构件12之间。由于紧固件21的压缩力由轴环14承受，所以减振构件13不承受这种压缩力。这使紧固件21能够被牢固地拧紧，从而使圆柱形构件12以及减振构件13牢固地安装至外壳2，并且也减少发生在减振构件13中的疲劳和蠕变。此外，设置在轴环14与圆柱形构件12之间的减振构件13防止振动从外壳2通过紧固件21以及轴环14传递至圆柱形构件12。
减振构件13由弯曲弹性模量不小于100MPa并且不大于10000MPa的树脂制成，这为减振构件13提供高刚性并防止由振动引起的外壳2的位移。紧固件21布置为使其头部21B位于圆柱形构件12内而不伸出。这导致减小压缩机101所占据的空间。
虽然前述实施方式的紧固件21由金属制成，其也可由树脂制成。在这种情况下，金属圆柱形构件12可与紧固件接触，从外壳2传递的振动可在该紧固件处被衰减。此外，不需要设有轴环14，从而导致减少制造成本。
在前述实施方式中，金属圆柱形构件12承受紧固件22的压缩力。可替换地，圆柱形构件12以及减振构件13可由单独的树脂构件所取代，该树脂构件的损耗因数高于外壳2的损耗因数并且强度足以承受紧固件22的压缩力。在这种情况下，不需要设有圆柱形构件12以及轴环14，从而导致减少制造成本。
虽然在前述的实施方式中，减振构件13围绕圆柱形构件12的外周表面12B形成，但减振构件13仅需要形成在圆柱形构件12的与外壳2相邻的部分上。
在前述的实施方式中，第一衬套15以及第二衬套16的孔15A以及孔16A的轴线沿着朝向圆柱形构件12的内周表面12C的面对紧固件21的部分的方向相对于圆柱形构件12的轴线偏心。在压缩机本体1的安装件11固定至车辆的安装件32的情况下，仅需要在紧固件21的头部21B与紧固件22的杆22A之间具有间隙以便于防止紧固件21与紧固件22之间接触。具体地，如图3所示，可布置为使安装件211(第二安装件)的衬套215及216的孔215A及216A的轴线与圆柱形构件12的轴线同心，并且使紧固件21的头部21B位于衬套215及216的孔215A及216A的径向外部。可替换地，如图4所示，可布置为使安装件311(第二安装件)不具有诸如图1至图3的情况中的诸如15、16、215、216之类的衬套，并且紧固件21的头部21B位于圆柱形构件312(第一圆柱形构件)的内周表面312C的径向外部。
参考图1，也可布置为使紧固件21的头部21B与紧固件22的杆22A之间的空隙t1小于紧固件21拧入螺纹孔2B内的长度t2。在这种情况下，如果由于多年使用，紧固件21稍微松动，那么紧固件21的头部21B与紧固件22的杆22A接触，这防止紧固件21从螺纹孔2B中去除。此外，安装件11在压缩机本体1的相对的上侧及下侧保持压缩机本体1，安装件11固定至发动机31的安装件32。因此，如果紧固件21稍微松动，则压缩机本体1几乎不会相对于安装件11移动，并且防止压缩机本体1从安装件11上去除。
虽然在前述的实施方式中，安装件11、211以及311设置为用于安装至发动机31的电动压缩机101，但是这种安装件可设置为用于安装至燃料电池汽车或电动车中的电力牵引马达的电动压缩机。本发明不仅可应用到用于制冷回路的制冷压缩机，也可应用到其它电动压缩机，所述其它电动压缩机诸如用于车辆空气悬架系统的空气压缩机或用于将氢或空气输送至燃料电池车辆的堆的泵的空气压缩机。

Claims (6)

1.一种电动压缩机(101)，所述电动压缩机(101)用于安装至车辆的第一安装件(32)，所述电动压缩机(101)包括：
外壳(2)，所述外壳(2)中具有压缩机构(3)，所述压缩机构(3)被电力驱动而将流体吸入所述外壳(2)内以进行压缩并且将已压缩的流体排出所述外壳(2)；以及
第二安装件(11、211、311)，所述第二安装件(11、211、311)用于将所述外壳(2)固定至所述第一安装件(32)，
其特征在于，所述第二安装件(11、211、311)包括：
第一圆柱形构件(12、312)；
减振构件(13)，所述减振构件(13)由树脂制成并设置在所述第一圆柱形构件(12、312)与所述外壳(2)之间；
第一紧固构件(21)，所述第一紧固构件(21)具有位于所述第一圆柱形构件(12)内的头部(21B)并且延伸穿过所述第一圆柱形构件(12、312)以及所述减振构件(13)，以将所述第一圆柱形构件(12、312)以及所述减振构件(13)固定至所述外壳(2)；以及
第二紧固构件(22)，所述第二紧固构件(22)插入穿过所述第一圆柱形构件(12、312)以将所述第一圆柱形构件(12、312)固定至所述第一安装件(32)，
其中，所述减振构件(13)绕所述第一圆柱形构件(12)的外周表面(12B)形成，所述第二紧固构件(22)沿所述第一圆柱形构件(12)的纵向延伸，所述第一紧固构件(21)沿所述第一圆柱形构件(12)的横向延伸，以及
其中，所述第二紧固构件具有的纵向轴线与所述第一紧固构件的纵向轴线相交，
其中，所述第一紧固构件(21)的所述头部(21B)与所述第二紧固构件(22)的杆(22A)之间的空隙(t1)小于所述第一紧固构件(21)拧入所述外壳(2)的螺纹孔(2B)内的长度(t2)。
2.根据权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述减振构件(13)的材料的振动减衰特性高于所述外壳(2)的材料的振动减衰特性。
3.根据权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述减振构件(13)的纵向长度等于或小于所述第一圆柱形构件(12)的纵向长度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动压缩机，其中，所述第一圆柱形构件(12)由金属制成，在所述第一安装件(32)与所述第二紧固构件(22)之间的所述第一圆柱形构件(12)用于承受由于拧紧所述第二紧固构件(22)而产生的压缩力。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电动压缩机，其中，所述第二安装件(11)还包括第二圆柱形构件(14)，所述第二圆柱形构件(14)由金属制成并设置在所述第一紧固构件(21)与所述外壳(2)之间，所述第一紧固构件(21)插入穿过所述第二圆柱形构件(14)，所述减振构件(13)设置在所述第一圆柱形构件(12)与所述第二圆柱形构件(14)之间。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动压缩机，其中，所述减振构件(13)的材料具有的弯曲弹性模量不小于100MPa并且不大于10000MPa。
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