CN102678549A - 用于车辆的涡旋式压缩机 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的涡旋式压缩机，包括：壳体；设于壳体中的定、动涡旋件：设于壳体中的驱动机构，其通过在前、后端由前、后轴承装置支撑的驱动轴的旋转而驱动动涡旋件，使其不能旋转而能够绕动。壳体包括：第一壳体，其保持前轴承装置并通过前轴承装置支撑驱动轴前端，并设有待联至车辆的安装构件；固定至第一壳体的第二壳体，其保持后轴承装置并通过后轴承装置支撑驱动轴后端；和固定至第一壳体的第三壳体，其将动涡旋件置于第二壳体与定涡旋件之间，并将定涡旋件与第二壳体固定在一起。压缩机包括设于动涡旋件与第一壳体之间的隔振器。隔振器由振动吸收材料制成，并能吸收动涡旋件处产生的振动，以防止振动从动涡旋件经由第一壳体传递至安装构件。

Description

用于车辆的涡旋式压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的涡旋式压缩机。
背景技术
日本专利公报特开No.2009-293523公开了一种常规的用于车辆的涡旋式压缩机。该压缩机包括壳体、设置在壳体中的定涡旋件和动涡旋件、以及驱动机构，该驱动机构设置在壳体中，从而通过驱动轴的旋转而驱动动涡旋件，使得动涡旋件不能旋转而能够绕动。该压缩机在壳体中还包括能够旋转驱动轴的马达机构。
在压缩机中，壳体构造成具有马达壳体、轴承支撑构件和压缩机壳体。马达壳体保持前轴承装置，并且借助于该前轴承装置支撑驱动轴的前端。马达壳体与用于联接至车辆的安装构件结合为一体。马达壳体包括内周面，该内周面具有多个沿垂直于驱动轴的旋转轴线的方向延伸的多个座置表面，轴承支撑构件隔着薄片形式的隔振材料沿轴向方向通过螺栓紧固并固定至座置表面。轴承支撑构件保持后轴承装置，该后轴承装置支撑驱动轴的后端。压缩机壳体沿轴向方向通过螺栓固定至马达壳体。定涡旋件通过螺旋固定至压缩机壳体。此外，动涡旋件设置在轴承支撑构件和定涡旋件之间。
在此压缩机中，当马达机构使驱动轴旋转时，动涡旋件与驱动机构配合而回转。因此，定涡旋件与动涡旋件之间的压缩机室的容积逐渐减小，使得能够在压缩室中压缩制冷剂。在这种操作过程中，薄片形式的隔振材料减弱驱动轴的振动，由此抑制马达壳体的振动，最终抑制整个压缩机的振动。
然而，由于下文描述的原因，人们认为上述涡旋式压缩机不能充分地减少噪声。
具体地，在涡旋式压缩机中，振动并非总是由驱动轴产生，而是可能由例如因动涡旋件与定涡旋件之间的碰撞而作用于压缩室的力产生。
在此方面，上述涡旋式压缩机具有介于马达壳体的座置表面与轴承支撑构件之间的薄片形式的隔振材料。
然而，在此涡旋式压缩机中，整个轴承支撑构件由振动吸收程度低的金属制成，而且马达壳体和轴承支撑构件通过螺栓固定，由此轴承支撑构件的振动很可能经由金属螺栓传递至马达壳体。因此，整个涡旋式压缩机振动，并且使得配备有该涡旋式压缩机的车辆仍然有噪声。
本发明的目的是提供一种在静音度方面更为卓越的用于车辆的涡旋式压缩机。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆的涡旋式压缩机，包括：壳体；设置在壳体中的定涡旋件23、63和动涡旋件24；以及驱动机构，驱动机构设置在壳体中，并且通过驱动轴43的旋转而驱动动涡旋件24，使得动涡旋件24不能旋转而能够绕动，其中驱动轴43在前端由前轴承装置21支撑，在后端由后轴承装置42支撑。壳体包括：第一壳体11，第一壳体11保持前轴承装置21，并且通过前轴承装置21支撑驱动轴43的前端；第二壳体12，第二壳体12固定至第一壳体11；和第三壳体13，第三壳体13固定至第一壳体11。第一壳体11设置有用于联接至车辆的安装构件11f。第二壳体12保持后轴承装置42，并且通过后轴承装置42支撑驱动轴43的后端。第三壳体13将动涡旋件24置于第二壳体12与定涡旋件23、63之间，并且将定涡旋件23、63与第二壳体12固定在一起。压缩机包括隔振器，该隔振器设置在动涡旋件24与第一壳体11之间。隔振器由振动吸收材料制成，并且能够吸收动涡旋件24处产生的振动，从而防止振动从动涡旋件24经由第一壳体11传递至安装构件11f。
在一个实施方式中，隔振器由整个第二壳体12形成。
在另一实施方式中，第二壳体12包括金属制主体52a和隔振构件52b，金属制主体52a保持后轴承装置42，隔振构件52b设置在主体52a与第一壳体11之间，而且隔振器包括隔振构件52b。
在另一实施方式中，第二壳体12包括：金属制第一主体62a，该金属制第一主体62a保持后轴承装置42；隔振构件62b，该隔振构件62b与第一主体62a结合为一体、设置在第一主体的径向外侧；和金属制第二主体62c，金属制第二主体62c与隔振构件62b结合为一体，并且设置在隔振构件62b与第一壳体11之间。隔振器包括隔振构件62b。在另一实施方式中，定涡旋件63包括金属制定涡旋件主体63a和隔振构件63b，金属制定涡旋件主体63a与动涡旋件24啮合，隔振构件63b设置在定涡旋件主体63a与第一壳体11之间，并且隔振器包括隔振构件63b。
在另一实施方式中，定涡旋件23、63在第一壳体11与第三壳体13之间沿轴向方向被弹性地支撑。
在另一实施方式中，壳体11包括能够旋转驱动轴43的马达机构，第一壳体11形成为杯状，具有保持马达机构30的内周面11c和保持前轴承装置21的内底面11a，第二壳体12容纳在第一壳体11中，并且第三壳体13与定涡旋件23、63一起形成排出室20a，并且封闭第一壳体11。
在另一实施方式中，在定涡旋件23、63与第一壳体11之间、以及定涡旋件23、63与第三壳体13之间均设置有间隙G1、G2。
在另一实施方式中，在定涡旋件23、63与第三壳体13之间设置有弹性体28，并且在第一壳体11与第三壳体13之间设置有衬垫14。
附图说明
图1是实施方式1的用于车辆的马达驱动涡旋式压缩机的横截面图；
图2是实施方式1的马达驱动涡旋式压缩机的局部放大横截面图；
图3是实施方式2的马达驱动涡旋式压缩机的横截面图；
图4是实施方式3的马达驱动涡旋式压缩机的横截面图；和
图5是实施方式4的马达驱动涡旋式压缩机的横截面图。
具体实施方式
现在将参照各图根据实施方式1至4描述本发明的用于车辆的马达驱动涡旋式压缩机。
<实施方式1>
如图1中图示的，实施方式1的用于车辆的马达驱动涡旋式压缩机包括壳体10。壳体10包括在后端侧敞开的杯形第一壳体11、容纳在第一壳体11中的环形第二壳体12、和封闭第一壳体11的后端的盖形第三壳体13。所有附图中，将右侧指示为前，而将左侧指示为后。
第一壳体11与待联接至车辆的多个安装构件11f成一体。第一壳体11在其内底面11a上具有凸起部11b，该凸起部11b呈圆筒的形式向后延伸。该凸起部11b中固定有前轴承装置21。第一壳体11具有位于靠近内底面11a处的圆柱形内周面11c，并且具有位于远离内底面11a处的圆柱形内周面11d。内周面11c和内周面11d同轴地设置，但内周面11d的直径大于内周面11c的直径。内周面11c和内周面11d通过沿垂直于驱动轴的旋转轴线的方向延伸的固定表面11e而连续。马达机构30的定子31被固定至内周面11c。未示出的驱动电路向定子31供给三相电流。
第二壳体12整体由振动吸收材料制成，作为隔振器，这是本实施方式中最具特性的设置。具体地，第二壳体12由塑料或者树脂制成。第二壳体12以如下方式容纳在第一壳体11中：第二壳体12的外周面12b以一定间隙松散地装配至第一壳体11的内圆周表面11d。
第二壳体12具有向前突出的中央部分，并且在其中心处具有轴孔12c。在轴孔12c后面，第二壳体12固定有轴密封装置41和后轴承装置42。驱动轴43在其前端由前端轴承装置21可旋转地支撑，而在其后端由后轴承装置42可旋转地支撑。轴密封装置41与驱动轴43滑动接触，从而将轴密封装置41前侧的马达室10a与轴密封装置41后侧的背压室10b分隔开。马达室10a也用作具有未图示的吸入口的吸入室。
在马达室10a中，转子32固定至驱动轴43。供给至定子31的电流使转子32在定子31中旋转。转子32的前部和后部固定有用于消除不平衡旋转的配重32a和32b。驱动轴43、定子31和转子32形成马达机构30。
定涡旋件23借助于多个销22固定至第二壳体12。动涡旋件24设置在第二壳体12与定涡旋件23之间。定涡旋件23和动涡旋件24由金属制成。定涡旋件23和动涡旋件24相互啮合以在涡旋件23、24之间形成压缩室25。
在动涡旋件24的前表面的中央，圆筒形凸起部24a向前突出。动涡旋件24的前表面的外周区域中凹入有多个防旋转孔26a。每个防旋转孔26a均设置有防旋转环26b。多个防旋转销26c设置为在第二壳体12的后表面上向后突出。每个防旋转销26c均在相应的防旋转环26b中旋转。防旋转孔26a、防旋转环26b和防旋转销26c形成防旋转机构26。偏心销43a从驱动轴43的后端突出。偏心销43a可旋转地插入到配备有平衡器的衬套44中。配备有平衡器的衬套44和动涡旋件24的凸起部24a之间设置有轴承装置45。偏心销43a、配备有平衡器的衬套44、轴承装置45和防旋转机构26形成驱动机构。
第三壳体13借助于多个螺栓15隔着衬垫14沿轴向方向紧固并固定至第一壳体11的后端。如图2中图示的，衬垫14包括金属制基板14a和一体地结合至基板14a的前侧和后侧的橡胶14b和橡胶14c。橡胶14b和14c是弹性体。
如图1中图示的，第三壳体13与定涡旋件23一起形成排出室20a。排出室20a具有未图示的排出口。此外，排出室20a借助于未图示的路径连接至背压室10b。定涡旋件23具有排出孔23a，以便将压缩室25连接至排出室20a。定涡旋件23的后端表面固定有用于打开和关闭排出孔23a的未图示的排出簧片阀和用于调节排出簧片阀的开度的保持器27。环形凹槽23b在定涡旋件23的后端面的与第三壳体13相对的部分处凹入。环形凹槽23b中设置有作为弹性体的O形环28。
如图1和图2中图示的，定涡旋件23与第一壳体11之间存在径向间隙G1。此外，如图1中图示的，定涡旋件23与第三壳体13之间存在径向间隙G2。由于第三壳体13隔着衬垫14被紧固至第一壳体11，并且定涡旋件23和第三壳体13之间设置有O形环28，故而定涡旋件23与第二壳体12一起由第一壳体11和第三壳体13沿轴向方向弹性地支撑。定涡旋件23和第三壳体13之间存在轴向间隙G3。
马达室10a借助于连接至吸入口的管连接至未图示的蒸发器。蒸发器借助于管连接至膨胀阀，而膨胀阀借助于管连接至冷凝器。排出室20a借助于连接至排出口的管连接至冷凝器。压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器形成用于车辆的空调的制冷剂回路。
在压缩机中，当车辆的驾驶员操作空调时，马达机构30使转子32旋转。这使驱动轴43旋转以转动偏心销43a。因此，与配备有平衡器的衬套44、轴承装置45和防旋转机构26配合，动涡旋件23绕驱动轴43的旋转轴线回转。这逐渐减少压缩室25的容积，从而可以将蒸发器中的制冷剂从马达室10a吸入压缩室25，并在压缩室25中压缩。在压缩室25中被压缩至排出压力的制冷剂从排出孔23a排出至排出室20a，随后被排出至冷凝器。
在这种操作中，由于作用在压缩室25上的力，压缩机中产生振动。这些振动例如由动涡旋件24与定涡旋件23之间的碰撞产生。
关于此方面，在压缩机中，壳体10具有第一壳体11、第二壳体12和第三壳体13。此外，第二壳体12由塑料或者树脂制成。因此，在动涡旋件24处产生并通过驱动机构、驱动轴43和后轴承装置42传递至第二壳体12的振动在整个第二壳体12中被吸收，从而较不易于传递至第一壳体11。具体地，由于由振动吸收材料制成的第二壳体12居于从动涡旋件24至安装构件11f的振动传递路径中，故而振动较不易于被传递至第一壳体11，由此防止振动传递至车辆。在压缩机中，由于第二壳体12由塑料或者树脂制成，故而来自防旋转机构26的振动也由整个第二壳体12吸收，并且较不易于被传递至第一壳体11。
此外，在压缩机中，定涡旋件23在第一壳体11与第三壳体13之间沿轴向方向被弹性地支撑，并且第二壳体12存在于定涡旋件23与第一壳体11之间。因此，如果定涡旋件23振动，则定涡旋件23的振动较不易于传递至第一壳体11。特别地，由于O形环28存在于定涡旋件23与第三壳体13之间，故而在定涡旋件23与第三壳体13之间设置有间隙。由此，定涡旋件23的振动较不易于传递至第三壳体13。此外，由于衬垫14存在于第三壳体与第一壳体11之间，故而壳体的振动由衬垫14吸收，由此较不易于传递至第一壳体11。
在此情况下，由于排出室的内部处于高压力下，故而定涡旋件可以在第一壳体与第三壳体之间沿轴向方向以容易的方式被弹性地支撑，因此排出室可以借助于O形环密封。
此外，在压缩机中，定涡旋件23和动涡旋件24由金属制成。因此，易于传递振动，但可以获得机械强度和热强度。
此外，在定涡旋件23与第一壳体11之间、以及定涡旋件23与第三壳体13之间设置有间隙G1至G3。因此，由于间隙G1至G3，所以即使定涡旋件23振动，这种振动也较不易于传递至第一壳体11和第三壳体13。
因此，根据本实施方式的此压缩机，通过防止动涡旋件24处产生的振动通过安装构件11f传递至车辆而防止来自压缩机的传递，从而使车辆能够呈现卓越的静音性能。
具体地，压缩机构造成：壳体10包括马达机构30，而驱动轴43能够被该马达机构30旋转。由于即使当发动机停机时也可以驱动这种压缩机，所以很可能将传递至壳体的振动识别为噪声，而包括联接至发动机的驱动轴的压缩机在发动机停机期间不被驱动。因此，本发明的静音度的优点非常受认可。
(实施方式2)
如图3中图示的，实施方式2的用于车辆的马达驱动涡旋式压缩机包括与实施方式1的压缩机中不同的第二壳体52。第二壳体52包括金属制主体52a和隔振构件52b，该金属制主体52a保持后轴承装置42，该隔振构件52b由振动吸收材料制成，并且一体地设置在主体52a的外周上。隔振构件52b是设置在主体52a与第一壳体11之间的隔振器。具体地，隔振构件52b由塑料或者树脂制成。
第二壳体52以如下方式容纳在第一壳体11中：第二壳体52的外周面52d相对于第一壳体11的内周面11d以一定间隙松散地装配。
在此压缩机中，传递至第二壳体52中的主体52a的振动由隔振构件52b吸收，因此较不易于传递至第一壳体11。本实施方式的其他优点与实施方式1的优点相同。
(实施方式3)
如图4中图示的，实施方式3的用于车辆的马达驱动涡旋式压缩机包括与实施方式1和2不同的第二壳体62。第二壳体62包括金属制第一主体62a、隔振构件62b和金属制第二主体62c。金属制第一主体62a保持后轴承装置42。隔振构件62b由振动吸收材料制成，并且与第一主体62a的外周侧结合为一体。金属制第二主体62c与隔振构件62b的径向外侧或者外周侧结合为一体，并且被设置在第二壳体62与第一壳体11之间。隔振构件62b是设置在第一主体62a与第二主体62c之间的隔振器。具体地，隔振构件62b也由塑料或者树脂制成。防旋转机构26的防旋转销26c被固定至第一主体62a，而隔振构件62b位于防旋转销26c的外侧。
第二壳体62以如下方式容纳在第一壳体1内：外周面62e以一定间隙松散地装配至第一壳体11的内周面11d。
在此压缩机中，传递至第二壳体62的第一主体62a的振动由隔振构件62b吸收，因此较不易于传递至第二主体62d和第一壳体11。本实施方式的其他优点与实施方式1的优点相同。
(实施方式4)
如图5中图示的，实施方式4的马达驱动涡旋式压缩机包括与实施方式2的压缩机中相同的第二壳体52，并且包括与实施方式1至3的压缩机中不同的定涡旋件63。
定涡旋件63包括金属制定涡旋件主体63a和隔振构件63b，金属制定涡旋件主体63a与动涡旋件24啮合，而隔振构件63b设置在定涡旋件主体63a与第一壳体11之间。隔振构件63b是隔振器。具体地，隔振构件63b也由塑料或者树脂制成。
在此压缩机中，尽管定涡旋件主体63a由于与动涡旋件24碰撞而振动，但这种振动被隔振构件63b吸收，由此较不易于传递至第三壳体13和第一壳体11。本实施方式的其他优点与实施方式2的优点相同。
在上述内容中，已经结合实施方式1至4描述本发明。然而，应当理解，本发明并不局限于实施方式1至4，而是可以在不脱离本发明的主旨的情况下酌情修改及应用。
例如，在实施方式4中，可以采用实施方式1的第二壳体12或者实施方式3的第二壳体62来代替实施方式2的第二壳体52。
此外，安装构件11f可以不与第一壳体11成一体，而是可以作为单独的构件固定至第一壳体11。
因为振动吸收材料意于允许第二壳体12保持后轴承装置42并且允许后轴承装置42支撑驱动轴43的后端，所以振动吸收材料需要一定程度的刚度。然而，振动吸收材料可以不是塑料或者树脂，而可以是FRP、橡胶、弹性体、振动衰减金属之类。
可以根据设置有隔振构件处的制冷剂环境或者振动频率来选择振动吸收材料。
在驱动机构可以借助于驱动轴的旋转而驱动动涡旋件绕驱动轴回转的条件下，驱动机构可以是各种类型中的任意一个。衬套和平衡器可以单独地设置。
本发明可以应用于例如混合动力汽车、电动车之类中的空调。

Claims (10)

1.一种用于车辆的涡旋式压缩机，包括：壳体；设置在所述壳体中的定涡旋件(23、63)和动涡旋件(24)；以及驱动机构，所述驱动机构设置在所述壳体中，并且通过驱动轴(43)的旋转而驱动所述动涡旋件(24)，使得所述动涡旋件(24)不能旋转而能够绕动，其中所述驱动轴(43)在前端由前轴承装置(21)支撑，在后端由后轴承装置(42)支撑，其特征在于，所述壳体包括：
第一壳体(11)，所述第一壳体(11)保持所述前轴承装置(21)，并且通过所述前轴承装置(21)支撑所述驱动轴(43)的前端，所述第一壳体(11)设置有用于联接至所述车辆的安装构件(11f)；
第二壳体(12)，所述第二壳体(12)固定至所述第一壳体(11)，其中，所述第二壳体(12)保持所述后轴承装置(42)，并且通过所述后轴承装置(42)支撑所述驱动轴(43)的后端；和
第三壳体(13)，所述第三壳体(13)固定至所述第一壳体(11)，其中，所述第三壳体(13)将所述动涡旋件(24)置于所述第二壳体(12)与所述定涡旋件(23、63)之间，并且将所述定涡旋件(23、63)与所述第二壳体(12)固定在一起，并且
其中，所述压缩机包括：
隔振器，所述隔振器设置在所述动涡旋件(24)与所述第一壳体(11)之间，其中，所述隔振器由振动吸收材料制成，并且能够吸收所述动涡旋件(24)处产生的振动，从而防止振动从所述动涡旋件(24)经由所述第一壳体(11)传递至所述安装构件(11f)。
2.如权利要求1所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，所述隔振器由整个所述第二壳体(12)形成。
3.如权利要求1所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，所述第二壳体(12)包括金属制主体(52a)和隔振构件(52b)，所述金属制主体(52a)保持所述后轴承装置(42)，所述隔振构件(52b)设置在所述主体(52a)与所述第一壳体(11)之间，而且所述隔振器包括所述隔振构件(52b)。
4.如权利要求1所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，所述第二壳体(12)包括：
金属制第一主体(62a)，所述金属制第一主体(62a)保持所述后轴承装置(42)；
隔振构件(62b)，所述隔振构件(62b)与所述第一主体(62a)结合为一体、设置在所述第一主体的径向外侧；和
金属制第二主体(62c)，所述金属制第二主体(62c)与所述隔振构件(62b)结合为一体，并且设置在所述隔振构件(62b)与所述第一壳体(11)之间，并且
其中，所述隔振器包括所述隔振构件(62b)。
5.如权利要求1所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，所述定涡旋件(63)包括金属制定涡旋件主体(63a)和隔振构件(63b)，所述金属制定涡旋件主体(63a)与所述动涡旋件(24)啮合，所述隔振构件(63b)设置在所述定涡旋件主体(63a)与所述第一壳体(11)之间，并且
所述隔振器包括所述隔振构件(63b)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，所述定涡旋件(23、63)在所述第一壳体(11)与所述第三壳体(13)之间沿轴向方向被弹性地支撑。
7.如权利要求6所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，所述壳体(11)包括能够旋转所述驱动轴(43)的马达机构，
所述第一壳体(11)形成为杯状，具有保持所述马达机构(30)的内周面(11c)和保持所述前轴承装置(21)的内底面(11a)，
所述第二壳体(12)容纳在所述第一壳体(11)中，并且
所述第三壳体(13)与所述定涡旋件(23、63)一起形成排出室(20a)，并且封闭所述第一壳体(11)。
8.如权利要求7所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述定涡旋件(23、63)与所述第一壳体(11)之间、以及所述定涡旋件(23、63)与所述第三壳体(13)之间均设置有间隙(G1、G2)。
9.如权利要求8所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述定涡旋件(23、63)与所述第三壳体(13)之间设置有弹性体(28)，并且在所述第一壳体(11)与所述第三壳体(13)之间设置有衬垫(14)。
10.如权利要求1所述的用于车辆的涡旋式压缩机，其特征在于，所述动涡旋件(24)由金属制成。
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