CN103047138B - 电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动压缩机，其包括压缩机构。压缩机构包括固定涡旋件和可动涡旋件。可动涡旋件与固定涡旋件形成压缩室。电动压缩机具有容置在马达室中的电动马达、吸入压力区、排出压力区以及油道，油道连接至压缩室或连接至排出压力区。电动马达包括旋转轴并且经由旋转轴驱动可动涡旋件。位于压缩机构附近的主轴承旋转地支承旋转轴。旋转轴具有轴内通道。轴内通道具有直接连接至油道的入口和通向马达室的出口。主轴承暴露于油道中。马达室为该吸入压力区。

Description

电动压缩机
技术领域
本发明涉及一种电动压缩机，并且更具体地，涉及一种通过使用电动马达来驱动可动涡旋件的涡旋式电动压缩机。
背景技术
例如，日本公开专利公报No.11-351175公开了一种由电动马达来驱动可动涡旋件的涡旋式电动压缩机。可动涡旋件经由被电动马达旋转的旋转轴接收来自电动马达的驱动力。对旋转地支承旋转轴的主轴承进行润滑是很重要的。上述公开中披露的电动压缩机的主轴承通过将储存在中间壳体的马达室底部的油经由供油孔供给至该主轴承来润滑。在该电动压缩机中，为了经由供油孔来供给储存在马达室底部的油，马达室暴露于比吸入压力高的排出压力。
然而，在马达室暴露于排出压力的状态下，马达室的温度相对较高。因此，电动马达的温度升高，这对于马达的性能是不利的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种保持主轴的有利润滑同时防止马达室被不期望地加热的涡旋式电动压缩机。
为了实现前述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电动压缩机，包括：压缩机构，该压缩机构包括固定涡旋件、在不允许旋转的情况下进行绕动的可动涡旋件以及位于该可动涡旋件与该固定涡旋件之间的压缩室，该压缩室的体积基于该可动涡旋件的绕动运动而减小。该电动压缩机包括容置在马达室中的电动马达。该电动马达包括旋转轴并且经由该旋转轴驱动该可动涡旋件。该电动压缩机包括主轴承，该主轴承位于该压缩机构的附近并且旋转地支承该旋转轴。该电动压缩机具有吸入压力区、排出压力区以及油道，该油道连接至该压缩室或连接至该排出压力区。该旋转轴具有轴内通道。该轴内通道具有直接连接至该油道的入口和通向该马达室的出口。该主轴承暴露于该油道。该马达室为吸入压力区。
通过结合附图以及以示例的方式说明本发明的原理的以下描述，本发明的其它方面以及优点将变得明显。
附图说明
参照当前的优选实施方式的以下描述以及附图，本发明及其目的和优点可以最佳地理解，在附图中：
图1是示出根据本发明的第一实施方式的整个电动压缩机的横截面侧视图；
图2是沿图1的线A-A截取的放大横截面视图；
图3A是部分地示出图1的电动压缩机的放大横截面侧视图；
图3B是示出图1的电动压缩机的放大横截面侧视图；
图4是部分地示出根据本发明的第二实施方式的电动压缩机的放大横截面侧视图；
图5是部分地示出根据本发明的第三实施方式的电动压缩机的放大横截面侧视图；
图6是部分地示出根据本发明的第四实施方式的电动压缩机的放大横截面侧视图；以及
图7是示出根据本发明的另一实施方式的整个电动压缩机的横截面侧视图。
具体实施方式
现在将参照图1至3描述根据本发明的第一实施方式的涡旋式电动压缩机10。
如图1中所示，涡旋式电动压缩机10的外壳11由马达壳体12和前壳体13形成，前壳体13与马达壳体12的前端部联接。
在马达壳体12的马达室120中容置有电动马达M。电动马达M包括转子14和定子15，转子14固定至旋转轴33，定子15配合并固定至马达壳体12的内周面。
在马达壳体12的前部中，固定块34和固定涡旋件17彼此相向地固定。可动涡旋件16容置于固定涡旋件17与固定块34之间以能够绕动。可动涡旋件16由基板161和从基板161延伸的涡旋形壁162形成。固定涡旋件17由基板171和从基板171延伸的涡旋形壁172形成。
电动马达M具有旋转轴33。旋转轴33经由主轴承35被固定块34旋转地支承，并且旋转轴33经由辅助轴承36被马达壳体12的后端壁37旋转地支承。主轴承35和辅助轴承36均为滑动轴承。
如图3B中所示，在后端壁37中形成有凹部371，并且辅助轴承36配合在并固定至凹部371中。在旋转轴33的后端面332与凹部371的底部之间存在间隙42。
如图1中所示，偏心轴38从旋转轴33的前端部凸出，并且轴衬39配合并固定至偏心轴38。在可动涡旋件16的基板161的背面上与可动涡旋件16一体地形成有圆筒部163。在固定块34的前表面中形成有背压室341。圆筒部163延伸到背压室341中，并且绕动轴承40和轴衬39配合在圆筒部163中。绕动轴承40为滑动轴承。轴衬39相对于圆筒部163为旋转的。在基板161的背面与轴衬39的端面之间存在间隙41。平衡配重391与轴衬39一体形成。
当旋转轴33旋转时，轴衬39绕旋转轴33的轴线331偏心地旋转。这使得可动涡旋件16绕轴线331绕动，从而可动涡旋件16与固定涡旋件17之间的压缩室18在径向向内移动时体积减小。可动涡旋件16和固定涡旋件17构成吸入和排出制冷剂的压缩机构P。在马达室120中的与主轴承35相反的位置处，旋转轴33由辅助轴承36旋转地支承。主轴承35位于压缩机构M附近。
在马达壳体12中形成有入口121。入口121连接至外部制冷剂回路19，并且制冷剂（气体）经由入口121从外部制冷剂回路19引入到马达室120中。可动涡旋件16的绕动运动（吸入运动）将已引入到马达室120中的制冷剂通过马达壳体12的内周面与定子15的外周面之间的空间以及吸入口20吸入到压缩室18中。各个压缩室18中的制冷剂气体被可动涡旋件16的绕动运动（排出操作）压缩并且通过排出口173（此时排出阀瓣21被弯曲）排出到前壳体13中的排出室22中。排出室22中的制冷剂通过形成于前壳体13中的送出口131流出至外部制冷剂回路19并且再循环至马达室120。
如图2中所示，电动马达M的定子15包括环形定子芯23以及围绕定子芯23卷绕的U相线圈24U、V相线圈24V和W相线圈24W。U相线圈24U、V相线圈24V和W相线圈24W的引线240U、240V和240W从前侧线圈端部241延伸。
如图1中所示，电动马达M的转子14包括转子芯25和嵌入转子芯25中的永磁体26。轴孔251延伸穿过转子芯25的中心。旋转轴33穿过轴孔251并且固定至转子芯25。
马达壳体12的后端面紧固有盖27。逆变器28安装在盖27中。在马达壳体12的由盖27覆盖的端面中形成有插入孔29。保持构件30配合并固定至插入孔29。三个导电插脚31（仅示出一个）延伸穿过保持构件30并且由保持构件30保持。导电插脚31的从外壳11（马达壳体12）凸出到外侧的外端部经由未示出的导线连接至逆变器28。
如图2中所示，由绝缘塑料制成的集束块32紧固至定子芯23的外周面230。集束块32容置有多个（三个）连接器321U、321V和321W。U相线圈24U、V相线圈24V和W相线圈24W分别经由连接器321U、321V和321W以一对一的对应关系电连接至导电插脚31（见图1）。当逆变器28经由导电插脚31、连接器321U、321V、321W以及引线240U、240V、240W将电力供给至线圈24U、24V、24W时，转子14和旋转轴33一体地旋转。
如图1中所示，旋转轴33具有沿旋转轴33的纵向方向延伸的轴内通道43。轴内通道43具有位于旋转轴33的后端面332中的出口431。间隙42与轴内通道43连通。
如图3A中所示，可动涡旋件16具有通道44，通道44延伸穿过基板161和涡旋形壁162的靠近中心的部分。通道44的入口441在涡旋形壁162的前端面中敞开，并且通道44连接至压缩室18。通道44的出口442在圆筒部163中于基板161的背面中敞开。通道44与间隙41连通。
主轴承35容置在经由径向通道46与轴内通道43连通的环形容置空间45中。径向通道46用作轴内通道43的向容置空间45中敞开的入口。在容置空间45的后部中设置有密封构件47。密封构件47防止制冷剂沿着旋转轴33的周向面从容置空间45泄露到马达室120。
现在将描述第一实施方式的操作。
背压室341经由通道44和间隙41暴露于压缩室18中的更靠近可动涡旋件16的中心的压力。当背压不充足时，例如在操作开始时，可动涡旋件16的涡旋形壁162的末端部压靠固定涡旋件17的涡旋形壁172的力较小。因此，可动涡旋件16的涡旋形壁162的末端部与固定涡旋件17的涡旋形壁172在一些情况下彼此分离。在这种情况下，压缩室18中的一些压缩过的制冷剂穿过通道44、间隙41和绕动轴承40，使得绕动轴承40由包含在穿过绕动轴承40的制冷剂中的润滑油来润滑。在穿过绕动轴承40之后，制冷剂经由背压室341穿过主轴承35，使得主轴承35由包含在经过的制冷剂中的润滑油来润滑。
已穿过主轴承35的制冷剂经由容置空间45和径向通道46流到轴内通道43中。已流到轴内通道43中的制冷剂随后经由间隙42穿过辅助轴承36。辅助轴承36由包含在穿过辅助轴承36的制冷剂中的润滑油来润滑。在穿过辅助轴承36之后，制冷剂流出至马达室120，马达室120为吸入压力区。辅助轴承36由滑动轴承36形成的这种结构在降低辅助轴承36在径向方向上所占用的空间方面是有利的。
通道44、间隙41、背压室341、容置空间45以及径向通道46形成从压缩室18到轴内通道43的油道48。主轴承35暴露在油道48中。用作入口的径向通道46与油道48连通。
下面描述第一实施方式具有的优点。
（1）压缩室18中的一些制冷剂经由油道48和轴内通道43流出至马达室120，使得包含在压缩室18内的制冷剂中的润滑油对主轴承35进行润滑。因为马达室120为压力比压缩室18内的压力低的吸入压力区，因此包含在压缩室18内的制冷剂中的润滑油能够平顺地流动通过油道48和轴内通道43，以稳定地润滑主轴承35和辅助轴承36。
（2）从外部制冷剂回路19返回到马达室120的制冷剂的温度较低。这防止了容置在马达室120中的电动马达M的温度被升高。
（3）因为主轴承35为滑动轴承，所以由主轴承35在径向方向上所占用的空间相对较小，因此能够减小固定块34的尺寸。这在降低固定块34的重量方面是有利的。
以下，将描述根据第二实施方式到第四实施方式的电动压缩机。与第一实施方式中相应部件相同的部件给予相同的附图标记，并且省略其具体的说明。
现在将参照图4描述根据第二实施方式的电动压缩机。
在固定块34中形成有辅助通道49。辅助通道49从油道48分支出并且旁通过主轴承35。辅助通道49位于比主轴承35高的位置处。包含在已穿过绕动轴承40并且已流出至背压室341的制冷剂中的润滑油很可能被分离并且向下坠落。因此，包含在进入辅助通道49的制冷剂中的润滑剂的量较小，并且包含在背压室341内的制冷剂中的润滑剂主要沿着主轴承35的表面流动。即，辅助通道49有助于使制冷剂从油道48向轴内通道34平顺流动，并且减缓润滑主轴承35的润滑油的流动，从而有助于主轴承35的良好润滑。
现在将参照图5描述根据第三实施方式的电动压缩机。
偏心轴38A与轴衬39一体地形成。轴内通道43A具有位于旋转轴33的端面334中的开口432，并且偏心轴38A经由开口432配合到轴内通道43A中，即，偏心轴38A与开口432接合以固定至旋转轴33。即，偏心轴38A配合到其中的轴内通道43A具有与第一实施方式的轴内通道43相同的功能。偏心轴38A防止润滑油通过轴内通道43A的开口432泄露。
现在将参照图6描述根据第四实施方式的电动压缩机。
在旋转轴33的外周面的由主轴承35所环绕的部分中形成有油槽50。油槽50与旋转轴33的轴线331平行地延伸。油槽50将背压室341与容置空间45相互连接。此外，在轴衬39的周向面的一部分中形成有油槽51，油槽51与轴线331平行地延伸。油槽51将间隙41与背压室341相互连接。
如果油道48的横截面积较大，将难以使背压室341内的背压保持在适当值。油槽50、51适于调节背压室341与轴内通道43之间的油道的限制程度，即，油道48的横截面积。
本发明可以进行如下修改。
如图7中所示，可以使用球轴承作为主轴承35B。
如图7中所示，可以使用球轴承作为辅助轴承36B。
如图7中所示，可以使用球轴承作为绕动轴承40B。
如图7中所示，轴内通道43C可以从旋转轴33的后端面332向旋转轴33的前端面334延伸，并且具有平衡配重391的轴衬39可以在前端面334中堵住轴内通道43C的开口。轴衬39防止润滑油通过轴内通道43C的开口泄漏。
与排出室22（排出压力区）连通的油道可以形成为将排出室22与轴内通道相互连接。
在旋转轴33的外周面的由辅助轴承36所环绕的部分中可以形成有一个或更多个油槽。
可以仅主轴承是滑动轴承，而其它轴承可以是球轴承。
因此，本示例和实施方式应视为是示例性的而非限制性的，并且本发明并非局限于文中所给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围或等同范围内做出修改。

Claims (8)

1.一种电动压缩机，包括：
压缩机构(M)，所述压缩机构(M)包括固定涡旋件(17)、在不允许旋转的情况下进行绕动的可动涡旋件(16)以及位于所述可动涡旋件(16)与所述固定涡旋件(17)之间的压缩室(18)，所述压缩室(18)的体积基于所述可动涡旋件(16)的绕动运动而减小；
电动马达，所述电动马达容置在马达室中，其中，所述电动马达包括旋转轴并且经由所述旋转轴驱动所述可动涡旋件；
主轴承，所述主轴承位于所述压缩机构的附近并且旋转地支承所述旋转轴；
吸入压力区；
排出压力区；以及
油道(48)，所述油道(48)连接至所述压缩室(18)或连接至所述排出压力区，
所述电动压缩机的特征在于，
所述旋转轴(33)具有轴内通道(43；43A；43C)，
所述轴内通道(43；43A；43C)具有直接连接至所述油道(48)的作为入口的径向通道(46)和通向所述马达室(120)的出口(431)，已穿过所述主轴承(35；35B)的制冷剂经由所述径向通道(46)流到所述轴内通道(43；43A；43C)中，
所述主轴承(35；35B)暴露于所述油道(48)，并且
所述马达室(120)为所述吸入压力区。
2.根据权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述主轴承(35)为滑动轴承。
3.根据权利要求1所述的电动压缩机，其中，形成有从所述油道(48)分支出并且旁通过所述主轴承(35)的辅助通道(49)。
4.根据权利要求1所述的电动压缩机，进一步包括固定块(34)，所述固定块(34)限定所述马达室(120)，其中
所述可动涡旋件(16)位于所述固定块(34)与所述固定涡旋件(17)之间以允许绕动，
所述主轴承(35)容置在形成于所述固定块(34)内的容置空间(45)中，
所述容置空间(45)形成所述油道(48)的一部分，并且
所述径向通道(46)通向所述容置空间(45)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动压缩机，其中，
所述轴内通道(43)具有开口，所述开口位于所述旋转轴(33)的位于所述压缩机构(M)附近的端面(334)中，
所述旋转轴(33)包括偏心轴(38A)，所述偏心轴(38A)位于所述可动涡旋件(16)与所述旋转轴(33)之间以使所述可动涡旋件(16)绕动，并且
所述偏心轴(38A)配合至所述开口。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电动压缩机，其中，
所述轴内通道(43C)具有开口，所述开口位于所述旋转轴(33)的位于所述压缩机构(M)附近的端面(334)中，
所述旋转轴(33)包括偏心轴(38)，所述偏心轴(38)位于所述可动涡旋件(16)与所述旋转轴(33)之间以使所述可动涡旋件(16)绕动，
在所述偏心轴(38)与所述可动涡旋件(16)之间设置有轴衬(39)，并且
所述轴衬(39)封闭所述开口。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电动压缩机，进一步包括辅助轴承(36；36B)，所述辅助轴承(36；36B)位于所述马达室(120)中的与所述主轴承(35)相反的位置处，其中
所述旋转轴(33)由所述辅助轴承(36)支承，
所述轴内通道(43；43A)的所述出口(431)位于所述旋转轴(33)的位于所述辅助轴承(36)附近的端面(332)中，并且
所述辅助轴承(36)为滑动轴承。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的电动压缩机，其中，
在所述可动涡旋件(16)中形成有与所述压缩室(18)连接的通道(44)，并且
所述可动涡旋件(16)中的所述通道(44)形成所述油道(48)的一部分。
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