CN104564682B - 电动式压缩机及具有其的制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动式压缩机及具有其的制冷装置。电动式压缩机包括：具备定子和转子的电机；具备与转子旋转滑动连接的偏心轴、内置通过偏心轴进行驱动压缩的压缩腔的压缩机构；以及连接转子和偏心轴的力矩缓冲装置；在压缩腔压缩过程中，偏心轴的旋转角和转子的旋转角之差为相位角，相位角会有增减。根据本发明实施例的电动式压缩机，通过设置有力矩缓冲装置，可以使得转子的角速度稳定，具有如下优点：1)噪音改善；2)压缩机启动性能提升；3)改善液压缩导致的损伤；4)改善低电压导致运转停止。

Description

电动式压缩机及具有其的制冷装置

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其是涉及一种电动式压缩机及具有其的制冷装置。

背景技术

出于降低运行中的回转振动的目的，通过DC变频电机的波形合成带来的电机力矩控制技术，在搭载旋转式压缩机的空调器或者搭载往复式压缩机的冰箱中普及。该电机力矩控制技术，与转子回转位置一起检出轴的变动，进行变频器的波形合成。使电机力矩与偏心轴力矩(下称轴力矩)近似，使旋转中的转子角速度稳定。

由于该控制，压缩机的回转振动可以降低。但是电机力矩控制不但不能应用在交流电机或AC变频电机中，由于波形合成还会带来电机效率降低。另外，由于成本增加以及技术难度的原因，应用电机力矩控制的电机压缩机的普及率在全球范围内推测为5％以下。

相关技术有在旋转式压缩机的压缩机构追加了缓和旋转振动的弹簧，缓和了对壳体的振动传递。该方法的话，压缩机构和吸气管的连接，以及定子和转子的调心会较困难。相关技术中还有追加了圆盘状的砝码，增加了转子惯性力，减小了偏心轴的角速度变化。该方法，需要外径和重量较大的圆盘，由于与电机线圈的间隙不能保证等理由，没有进行实用化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明提出一种电动式压缩机，使得转子的角速度稳定。

本发明提出一种具有上述电动式压缩机的制冷装置。

根据本发明实施例的电动式压缩机，包括：具备定子和转子的电机；具备与所述转子旋转滑动连接的偏心轴、内置通过所述偏心轴进行驱动压缩的压缩腔的压缩机构；以及连接所述转子和所述偏心轴的力矩缓冲装置；在所述压缩腔压缩过程中，所述偏心轴的旋转角和所述转子的旋转角之差为相位角，所述相位角会有增减。

根据本发明实施例的电动式压缩机，通过设置有力矩缓冲装置，可以使得转子的角速度稳定，具有如下优点：1)噪音改善；2)压缩机启动性能提升；3)改善液压缩导致的损伤；4)改善低电压导致运转停止。

在本发明的一些实施例中，所述力矩缓冲装置具备其动作端与所述偏心轴和所述转子分别连接的扭杆弹簧、螺旋扭转弹簧和盘簧中的任一种。

在本发明的一些实施例中，所述扭杆弹簧的动作端的一方安装在所述偏心轴的轴中。

在本发明的一些实施例中，所述扭杆弹簧的动作端的一部分与所述偏心轴的轴端部分或者所述转子的内径滑动配合。

在本发明的一些实施例中，所述扭杆弹簧的动作端的一方，具备固定在所述转子内径处的固定轴。

在本发明的一些实施例中，所述扭杆弹簧的动作端的一方，具备与所述扭杆弹簧的轴芯垂直相交的力矩棒。

在本发明的一些实施例中，所述螺旋扭转弹簧或者盘簧的动作端的一方安装在所述偏心轴的轴端部分。

在本发明的一些实施例中，所述扭杆弹簧或者螺旋扭转弹簧或者盘簧的动作端的一方安装于追加在所述转子中的端环或者铁芯板上。

在本发明的一些实施例中，所述扭杆弹簧或者螺旋扭转弹簧或者盘簧被构造成随着所述相位角的增加、弹簧常数也增加的非线性弹簧。

在本发明的一些实施例中，所述压缩机构具备滑动配合支撑所述偏心轴的轴承，安装在所述轴中的所述扭杆弹簧的动作端位于所述偏心轴和所述轴承的滑动配合支撑的范围内。

根据本发明实施例的制冷装置，包括根据本发明上述实施例的电动式压缩机。

根据本发明实施例的制冷装置，通过设有上述的电动式压缩机，从而具有如下优点：1)噪音改善；2)压缩机启动性能提升；3)改善液压缩导致的损伤；4)改善低电压导致运转停止。

附图说明

图1与本发明的实施例1相关，表示旋转式压缩机内部的纵截面图和制冷系统的连接；

图2与同实施例1相关，表示压缩腔的构造和活塞旋转角与吸气·压缩行程的关系的气缸截面图；

图3与同实施例1相关，表示压缩机构的构成和转子连接的详细截面图；

图4与同实施例1相关，转子的截面图；

图5与同实施例1相关，螺旋扭转弹簧的部品图；

图6与同实施例1相关，转子和螺旋扭转弹簧的组装图；

图7与同实施例1相关，由于压缩腔中产生的轴矩带来电机力矩的变化相关的，本发明与以往技术的比较图；

图8与同实施例1相关，表示非线性弹簧的特性概念；

图9与本发明的实施例2相关、是往复式压缩机的纵截面图；

图10与同实施例2相关，偏心轴、转子和力矩缓冲装置的组装图；

图11与同实施例2相关，在压缩腔产生的轴矩带来的电机力矩变化相关的，本发明和以往技术的比较图；

图12与本发明的实施例3相关，扭杆弹簧的部品图；

图13与同实施例3相关，偏心轴和转子的扭杆弹簧组装图；

图14与同实施例3相关，转子和力矩棒的组装图；

图15与同实施例3相关、扭杆弹簧和转子的组装相关的应用设计图；

图16与本发明的实施例4相关、螺旋扭转弹簧和转子的组装图；

图17与同实施例4相关、螺旋扭转弹簧和转子铁芯之间的组装图；

图18与同实施例4相关、力矩棒和转子铁芯的组装图。

附图标记：

旋转式压缩机1、往复式压缩机101、壳体2(102)、压缩机构5(105)、电机3、定子4、转子30、端环槽32a、铁芯中心管34、转子铁芯31、

气缸50、压缩腔51(126)、低压腔51a、高压腔51b、偏心轴10(110)、主轴11、滑动轴15、弹簧安装轴15a、轴端槽15b、偏心部13、活塞52(128)、滑片53、排气孔55b、

力矩缓冲装置41、螺旋扭转弹簧(线圈弹簧)40、线圈部40a、轴侧动作端40b、转子侧动作端40c、止推环18(18a、18b)、

机架102、气缸块125、轴承122、阀盖162、防震弹簧108、吸气消声器106、扭杆弹簧47、力矩棒44、弹簧销19、轴中孔14、扭轴47a、动作端A48、动作端B49、动作端C45、主轴承55、横孔14a、主轴端孔11b、端环32、端环端板37、铆钉32b、钩31b、

储液器74、吸气管85(105)、排气管80(165)、室外换热器71、膨胀阀(或者毛细管)72、室内换热器73。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图18详细描述根据本发明实施例的电动式压缩机，该电动式压缩机可以为旋转式压缩机、往复式压缩机或者涡旋式压缩机等压缩机。电动式压缩机可以应用在冰箱、空调、热水器等设备中。

根据本发明实施例的电动式压缩机，包括：电机3、压缩机构和力矩缓冲装置。其中，电机3具备定子4和转子30。压缩机构具备与转子30旋转滑动连接的偏心轴，且压缩机构内置通过偏心轴进行驱动压缩的压缩腔。力矩缓冲装置连接转子30和偏心轴。在压缩腔压缩过程中，偏心轴的旋转角θ1和转子的旋转角θ2之差为相位角θ3，相位角θ3会有增减。

根据本发明实施例的电动式压缩机，通过设置有力矩缓冲装置，可以使得转子的角速度稳定，具有如下优点：1)噪音改善；2)压缩机启动性能提升；3)改善液压缩导致的损伤；4)改善低电压导致运转停止。

在本发明的具体实施例中，力矩缓冲装置具备其动作端与偏心轴和转子分别连接的扭杆弹簧47、螺旋扭转弹簧40和盘簧中的任一种。也就是说，力矩缓冲装置包括扭杆弹簧47、螺旋扭转弹簧40或者盘簧，扭杆弹簧47、螺旋扭转弹簧40或者盘簧的动作端分别与偏心轴和转子连接。

具体地，扭杆弹簧47的动作端的一方安装在偏心轴的轴中。

具体地，扭杆弹簧47的动作端的一部分与偏心轴的轴端部分或者转子的内径滑动配合。

在本发明的一些示例中，扭杆弹簧47的动作端的一方，具备固定在转子内径处的固定轴，例如可以将扭杆弹簧47的动作端与转子铁芯31的内径过盈配合，在该种情况下，扭杆弹簧47即限定出固定轴。从而可以减少扭杆弹簧47与转子之间的连接零件，便于扭杆弹簧47的装配。

具体地，扭杆弹簧47的动作端的一方，具备与扭杆弹簧47的轴芯垂直相交的力矩棒44，从而扭杆弹簧47的动作端可以通过力矩棒44连接在转子30上。

具体地，螺旋扭转弹簧40或者盘簧的动作端的一方安装在偏心轴的轴端部分。

具体地，、扭杆弹簧47或者螺旋扭转弹簧40或者盘簧的动作端的一方安装于追加在转子中的端环或者铁芯板上。

具体地，扭杆弹簧47或者螺旋扭转弹簧40或者盘簧被构造成随着相位角θ3的增加、弹簧常数也增加的非线性弹簧。

具体地，压缩机构具备滑动配合支撑偏心轴的轴承，安装在轴中的扭杆弹簧47的动作端位于偏心轴和轴承的滑动配合支撑的范围内。

根据本发明实施例的制冷装置，包括根据本发明上述实施例的电动式压缩机。

根据本发明实施例的制冷装置，通过设有上述的电动式压缩机，从而具有如下优点：1)噪音改善；2)压缩机启动性能提升；3)改善液压缩导致的损伤；4)改善低电压导致运转停止。

下面参考图1-图18详细描述根据本发明几个具体实施例的电动式压缩机。

实施例1：

实施例1在使用单向感应电机的单缸旋转式压缩机中应用了本发明。图1表示旋转式压缩机1和制冷系统的构成。旋转式压缩机由密封的圆柱型壳体2上固定的压缩机构5、其上部配置的电机3构成。电机3由固定在壳体2的内径处的定子4、和压缩机构5的偏心轴10上固定的转子30构成。

通过储液器74从吸气管85吸入到压缩机构5中的低压气体(压力Ps)在气缸50中具备的压缩腔51(图2所示)中被压缩排出到壳体2的内部。因此，壳体2的压力为高压(Pd)。排出到壳体2中的高压气体，按排气管80到室外换热器71、膨胀阀(或者毛细管)72、室内换热器73、储液器74的顺序流动。

本实施例的特点是构成偏心轴10的滑动轴15中进行旋转滑动的转子30的上端配置了力矩缓冲装置41。力矩缓冲装置41具有插入固定在弹簧安装轴15a的槽中的螺旋扭转弹簧40(Helical Torsion Coil Spring,以下称为线圈弹簧40)、线圈弹簧40中具备的2个动作端分别固定在偏心轴10的弹簧安装轴15a和转子30的端环槽32a处。

图2表示图1的Y－Y截面、表示压缩腔51的气体吸入和压缩的原理。由于偏心轴10中具备的偏心部13的反时针方向的旋转，活塞52沿着压缩腔51的内周公转。压缩腔51通过活塞52的最大外周和滑片53的先端分为2个腔，通常由吸入低压气体(压力Ps)的低压腔51a和将低压气体压缩成高压气体的高压腔51b组成。活塞52的最大外周的旋转位置用从滑片53开始的反时针方向的角度θ来表示。

由于活塞52的旋转升压后的高压腔51b的气体、到达壳体压力(Pd)后，从排气孔55b排出到壳体2的内部。该排气在θ到达360°之前是持续的。θ达到360°之后，压缩腔51全部都是低压。

偏心轴10每一转时反复进行轴矩变动(图7的Tc)。偏心轴10的轴矩大的话，角速度就会减小，轴矩小的话，角速度就会增加。以往的旋转式压缩机的转子是固定在偏心轴上的，所以转子角速度与偏心轴的角速度相当。该转子角速度的变化就是旋转振动。

图3表示压缩机构5、以及与其相连接的转子30、图4表示转子30的截面，图5表示线圈弹簧40的部品图。

在图3和图4中，固定在转子30内径处的铁芯中心管34与比偏心轴10的主轴11细的滑动轴15滑动配合。滑动轴15的上端的弹簧安装轴15a的外周、插入了线圈弹簧40的线圈部40a。同时，在轴端槽15b嵌入了轴侧动作端40b。

一方的转子侧动作端40c插入端环槽32a中。其结果，滑动轴15与转子30滑动配合，它们通过线圈弹簧40进行连接。线圈弹簧40、以及通过线圈弹簧40对转子30和偏心轴10的连接手段统称力矩缓冲装置41。

另外、插入固定在转子铁芯31中心孔中的铁芯中心管34的内径比滑合轴15的外径只大一点，具有自动旋转滑动的滑动间隙。通常、偏心轴10在实施了耐磨表面处理的基础上，在滑动轴15和铁芯中心管34的滑动面上作用的负荷和滑动速度较小。因此，上述滑动间隙的润滑由于溶解在浮在壳体2中的气体中的油，可以得到充分供油。如果有磨耗的问题的话，可以在其中的一方的滑动部品中追加螺旋状的油槽。

固定在弹簧安装轴15a的圆环槽中的止推环18、可以防止转子30从滑动軸15脱出。止推环18也可以使用C型档环。另外，如果担心插入到轴端槽15b中的线圈弹簧40脱出的话，同样可以在轴端槽15b的上端追加环形槽，安装C型档环。

如图5所示线圈弹簧40由其中央的线圈部40a以及其两端的轴侧动作端40b和转子侧动作端40c组成。2个动作端，随着偏心轴10的回转角和转子30的旋转角的差的相位角进行伸缩。另外，线圈部40a的内径相对于弹簧安装轴15a的外径有间隙。

图6是将轴侧动作端40b和转子侧动作端40c分别安装在轴端槽15b和端环槽32a上的组装图。轴侧动作端40b与偏心轴10一起，转子动作端40c与转子30一起转。这时的转子30、通常通过线圈弹簧40将偏心轴10向反时针方向牵引。

运转中的偏心轴10的旋转角θ1和转子30的旋转角θ2的差为相位角θ3、偏心轴10的轴力矩为Tc、转子30的旋转力矩为Tr的话、压缩运转中Tr比Tc大，所以，θ3＞0、θ3根据Tc的变动进行增减。

轴矩Tc增加的话，偏心轴10的角速度会下降。但是由线圈弹簧40连接的转子30的角速度下降会减少。因此，θ3会增加线圈弹簧40可以积蓄能量。其后轴矩Tc开始减少的话，偏心轴10的角速度会增加。

这期间，转子30放出在线圈弹簧40中积蓄的能量，牵引偏心轴10，所以θ3会减少。同时，偏心轴10的角速度会增加，所以旋转角的延迟可以挽回。

图7概念性地显示了上述经过。在横轴中，偏心轴10的旋转角度θ表示从0°到360°的范围(θ在图2中已经说明)、左纵轴表示了偏心轴的轴矩Tc、右纵轴表示转子的力矩Tr。在2个力矩曲线中，Tr2(实线)表示本实施例的转子30的力矩变化，Tr1(虚线)是没有力矩缓冲装置的以往的转子力矩变化。

偏心轴10的轴矩Tc从吸气孔开孔大约25°的时候开始的压缩行程逐渐增加，大约在180度时达到最大，其后，切换到排气行程，所以排气量会减小，大约在360度的时候为最小。同时吸气量为最大，2转后大约经过25度后，切换到压缩行程。

转子矩Tr1大约从25°开始增加，Tc最大的时候大约180度时为最大值(回转角θ1)、其后开始减少。另一方面，转子矩Tr2大约从60°开始增加，大约在230°(回转角θ2)时为最大、其后平滑减少。

与转子矩Tr1最大时的θ1相比较，转子矩Tr2为最大时的θ2的角度大概会延迟50°，延迟的理由是：有无线圈弹簧40的差别、该旋转角的差为相位角θ3。

也就是说，Tc的增加激烈的90°～180°的范围内，偏心轴10的角速度会下降，可以避开激烈的Tc变化。另一方面，转子30的线圈弹簧40的开度大，可以维持角速度，牵引偏心轴10。因此，力矩Tr最大角度推迟，大概是230°。这期间，线圈弹簧40的开度是最大，可以积蓄能量。

其后，偏心轴10朝360°推进旋转时，Tc会下降，所以线圈弹簧40可以释放能量。因此，偏心轴10的角速度会增加，相位角θ3会减少，再次开始压缩的大约25°之前，θ3最小。以上的1转的行程中，线圈弹簧40可以伸缩，转子力矩Tr是平滑的，所以转子力矩Tr的の最大值会下降，力矩曲线比较平坦。

一般来说、θ3少的话，缓冲效果较小，θ3大的话，缓冲效果较大。但是，90rps这样的高速运行条件下，θ3过大的话，定子和转子的同期速度不能维持。可能会产生所谓的失步现象，电机可能会急停。

为了改善该课题，推荐采用会随着相位角θ3的大小，弹簧常数增加，使力矩缓冲装置的弹簧特性为非线形的设计。图8的横轴为相位角θ3、纵轴为线圈弹簧的发生力矩Ts或者弹簧常数K。曲线A为非线形弹簧，曲线B为通常的线性弹簧。

相对于θ3的增加Ts或者K会增加，线性弹簧B是一定的，但非线型弹簧A随着θ3的增加，增加率会变大。因此，θ3会过大，产生的失步现象可以通过采用非线性弹簧进行改善。特别是，制冷负荷过大时产生的失步现象，可以通过非线性弹簧的采用进行改善。特别是，制冷循环装置负荷有较大变动的空调器、变速度电机采用非线性弹簧是有用的。

作为实施例1中使用的线圈弹簧40的替代手段，比如，将盘簧的中心侧固定在偏心轴处，外周侧固定在转子处的方法。另外，螺旋扭转弹簧、盘簧，还是实施例3中揭示的扭杆弹簧相关的详细设计手法有几个已经公开，可以利用。

本发明的力矩缓冲装置不但能降低旋转振动，还有如下几个附带效果。这些效果，不但是在实施例1的旋转式压缩机，在实施例2的往复式压缩机，实施例3的扭杆弹簧的使用中也有同样的效果。

1)噪音改善

电动式压缩机的大部分噪音是由于压缩腔的排气音。力矩缓冲装置，可以延长压缩腔的排气时间，使气体速度变缓，所以排气音可以有效减少。另外，转子30的角速度的稳定化，可以使200～800Hz的刺耳的电机音得到缓和。

2)压缩机启动性能提升

运转停止时，滑动部的油膜可以与冷媒进行置换，所以偏心轴的启动力矩会增加。其结果，有时会产生电机启动不了的课题。但是通过力矩缓冲装置，转子进行启动，所以偏心轴的启动就容易了。

3)液压缩导致的损伤改善

由于压缩腔的大量的液体冷媒吸入，运行中的压缩机会急停。或者会损伤偏心轴或者活塞。力矩缓冲装置可以在这样的过激力矩变动的情况下防止压缩机的急停和损伤。

4)低电压导致运转停止的改善

高力矩运行中由于一时的电压下降，压缩机会停机。力矩缓冲装置可以使转子旋转力矩平稳，改善上述课题。

实施例2：

本实施例是将本发明应用在往复式压缩机中的应用事例。

图9所示的往复式压缩机101在壳体102的内部收纳了压缩机构105和电机3。电机3由定子4和转子30组成，压缩机构105由固定定子4的机架120、与其一体化的气缸块125、其中具备的压缩腔126和活塞128、对活塞128进行往复驱动的偏心轴110、以及对偏心轴110进行滑动配合的轴承122、固定在气缸块125上的阀盖162等组成。转子30与偏心轴110滑动配合，通过力矩缓冲装置41进行连接。

从组装结构的视点来看，对往复式压缩机101和旋转式压缩机1进行比较的话，机架120相当于旋转式压缩机1的壳体2。但是，往复式压缩机101的压缩机构105被壳体102内部具备的3个防震弹簧108所支撑。

通过压缩机的运转，从吸气管150吸入的低压气体流入到壳体102中，从吸气消声器160开始通过阀盖162的低压腔流入到压缩腔126中。被活塞128压缩的高压气体排出到阀盖162的高压腔后，经过排气管165排出到制冷系统中。由于流出到压缩腔126中的低压气体的压缩和排出，产生了偏心轴110的轴矩Tc。

在转子30的上端具备的力矩缓冲装置41与实施例1具有相同的构成，其详细情况如图10的转子30的截面图所示。与实施例1主要的不同点在于，不变更轴径的偏心轴110中铁芯中心管34可以回转滑动。因此，线圈弹簧40的作用和效果与实施例1一样。

图11与实施例1一样，表示偏心轴110的轴矩Tc的变化。Tr1和Tr2分别表示以往的往复式压缩机和实施例2的往复式压缩机101的转子力矩变化。

往复式压缩机在偏心轴的旋转0°～180°时，压缩气体、在180°～360°时吸入气体，所以与旋转式压缩机相比较，轴矩变动很大。轴矩Tc在活塞128的下止点(θ＝0°)开始增加，其后，大约在135°左右时为最大，之后减少，在上止点的大约180度时为最小。从180°到360°之间是吸气行程，所以Tc是最小。

转子力矩Tr1通过从下止点0°开始的压缩行程开始增加，大约135度的时候为最大，之后开始减少。另一方面，转子力矩Tr2从下止点0°开始增加，但其增加速度较迟，大约160°的时候为最大，之后减少。

与转子力矩Tr1的最大值θ1相比，转子力矩Tr2的最大值θ2的发生角度大约延迟40°的原因与有无线圈弹簧40，相位角θ3为最大有关。另外、转子的力矩值和力矩曲线幅度有差别的原因是，与实施例1一样，如上所述，与线圈弹簧40的伸缩作用有关。即，与实施例1一样，本实施例的转子力矩角速度稳定，力矩变动小。因此，往复式压缩机101可以降低回转振动。

本实施例不限定速电机，电机速度可变的AC或者变频电机中都可以应用。另外，可以采用以往机种中需要的并用防震弹簧108和力矩缓冲装置41的方法、也可以省略防震弹簧108使设计简化。

另外，家用冰箱中搭载的往复式压缩机，相对于机架120电机3在下侧、压缩腔126配置在上侧的设计较多。即使是这样的设计，揭示的力矩缓冲装置41的设计是可以应用的。该设计中，在偏心轴110的下部具备了油泵装置。但是本实施例中揭示的力矩缓冲装置可以借用。

实施例3：

实施例3在旋转式压缩机和往复式压缩机中将扭杆弹簧(Torsion Bar Spring)作为力矩缓冲装置进行了应用。扭杆弹簧，与线圈弹簧相比，特点是小型轻量，而且可以产生大的力矩。在偏心轴中可以收纳，所以空间效率也高。这些特点和效果可以通过以下的说明进一步明确。

图12是扭杆弹簧47和力矩棒44(Torque Bar)和弹簧销19的部品图。图13表示偏心轴10的轴中孔14中配备的扭杆弹簧47。

在图12中、扭杆弹簧47由在扭轴47a的两端一体结合了动作端A48和动作端B49组成。动作端A48是偏心轴10与转子30共同旋转的圆柱轴。弹簧销19是将动作端B49固定在轴中的手段。力矩棒44是将动作端A48连接转子30的手段。

图13中，与主轴承55进行滑动支持的主轴11中具备轴中孔14。轴中孔14中可以固定动作端B49、也可以是(1)主轴承55中、或者(2)主轴承55的上端和转子铁芯31的下端之间，或者(3)转子铁芯31中等部位，任意地选择固定位置。因此，扭轴47a的设计自由度大。

本实施例作为动作端B49的固定位置选择了上述(1)。偏心轴10的单体状态下，扭杆弹簧47从轴中孔14的上端插入后，从主轴11中具备的横孔14a开始朝着动作端B49压入弹簧销19、动作端B49固定在轴中孔14中。这时，同时在主轴端孔11b中嵌入了动作端A48。

接下来，从主轴承55的下侧轴承孔插入主轴11后，在主轴11中固定了止推环18a。接下来，将转子30从主轴11插入。其后，止推环18b安装在动作端A48的槽中。而且，贯通动作端A48的横孔中插入了力矩棒44、其两端嵌入端环槽32a中。通过上述组装工序，主轴11和扭杆弹簧47和转子30的组装完成。图14表示连接动作端A48和转子30的力矩棒44。

与实施例1和2一样，偏心轴10和转子30通过扭杆弹簧47进行连接。其结果，会完成力矩缓冲装置43。在此，主轴端孔11b的内径和动作端A48的外径进行滑动配合。本实施例省略了在实施例1和2中使用的铁芯中心管34、所以转子铁芯31的内径可以直接与主轴11滑动配合。

通过以上的设计构成，转子30的旋转力矩通过力矩棒可以传递到动作端A48、所以扭杆弹簧47扭动，转子力矩传递到偏心轴10处。相反，偏心轴10的轴力矩、通过扭杆弹簧47和力矩棒44传递到转子30上。

另外，力矩棒44的旋转角在一转以下，比较少，所以力矩棒44和轴中孔14要设置间隙，使其不接触，也可以设计成间隙较小，使其滑动配合的状态，这两种设计都可以选择。

具备扭杆弹簧47的力矩缓冲装置43具有以下特征。

(1)耐反复的强力矩，可靠性高。

(2)设计自由度非常大(上述)。

(3)偏心轴10的轴中可以内置，所以可以做到小型化

(4)扭轴47a具有图8所示的非线性特点，所以具有顺应大的电机力矩变动的特点。

(5)总的来说，在设计、制造性和成本方面有利，可靠性也较高。

接着，在圆柱轴设计的动作端A48、由于其调心和滑动配合具有以下的特点：

(1)在动作中进行扭轴47a和轴中孔14的调心。

(2)由于运行中的扭轴47a的扭动，产生的转子30和偏心轴10之间的力矩传递比较准确。

(3)力矩棒44和扭杆弹簧47的结合可靠性和组装性方面有利。

图15为不用动作端A48、而采用动作端C45使其在转子铁芯31的铁芯内径31c中滑动配合的设计。动作端C45的外径与主轴11的外径基本相当，所以可以滑动。另外，该设计中，动作端C45可以压入固定在转子铁芯31的内径处。该替代设计中，与使用动作端A48的设计相比，力矩棒44、止推环18a、止推环18b中间的任一项，或者是全部都可以省略。

实施例1和实施例2揭示的螺旋扭转弹簧40、与本实施例的扭杆弹簧47相比较，螺旋扭转弹簧40可以应用在运转力矩小的往复式压缩机和旋转式压缩机等。另一方面，扭杆弹簧47由于较大的设计自由度和高可靠性的原因，在小型压缩机到商用大型压缩机这样的较大范围内可以使用。

扭杆弹簧47的设计中，扭轴47a的轴截面形状一般是圆，但也可以使用多边形、中空管等。扭轴47a和动作端A48和动作端B49的固定方法，可以用一体化制造的方法，通过冷锻将2个动作端连接到扭轴47a、或者可以废止上述动作端的圆柱轴，将扭轴47a弯曲成L字形、等等的方法。

实施例4：

实施例4为扭力线圈弹簧40的转子侧动作端40c、或者将扭杆弹簧47的动作端A48安装在转子30上的方法，根据本发明的宗旨有各种方法。本实施例为其中一例。

在图16中，通过端环32中具备的铆钉32b固定端环端板37。端板孔37a安装了转子侧动作端40c。另外，端环端板37可以作为平衡块用。

图17是在没有端环的DC变频电机的转子上安装转子侧动作端40c的设计。构成转子铁芯31的铁芯端板31a通过冲压成型设计成钩31b。另外，在铁芯端板上追加的圆板中也可以设计钩31b。

图18是对扭杆弹簧47的应用案例。朝向铁芯端板31a的2个钩31b中固定了力矩棒44。另外，如果是有端环的转子的话，如图16所示，端环端板37为圆形板，在此上面可以固定力矩棒44。

应用本发明的电动压缩机，是以旋转式压缩机、涡旋式压缩机等回转式压缩机和往复式压缩机等往复运动的压缩机为对象的。在这些压缩机中，将偏心轴水平放置的卧式压缩机中也可以应用。另外，本发明不但是感应式电动机，在转速可变的变频式电机中也可以应用。这些压缩机可以搭载在空调、冷藏冷冻设备、热水器、车载冷冻空调装置、冰箱等设备中。

综上所示，本发明要解决的问题是：由于压缩腔的气体压缩，偏心轴会产生力矩波动。力矩波动会导致转子旋转角速度的变化，使压缩机产生回转振动。

为了解决上述问题，本发明不是将转子直接固定在偏心轴上，而是在两个部品之间只在旋转方向进行滑动配合，将其通过力矩缓冲手段(Torque Damper)进行连接。其特点是，结果避免了轴力矩变化直接影响转子的角速度。另外，本发明，不但可以应用到普及率大的感应电机压缩机中，还有可以应用到DC和AC变频电机中的优点。

本发明采用的一个具体技术手段是在偏心轴10的弹簧安装轴15a中具备由螺旋扭转弹簧40组成的力矩缓冲装置41。螺旋扭转弹簧40的两侧的动作端分别连接偏心轴10、以及与其进行旋转自由滑动配合的转子30。偏心轴10根据轴力矩的增减会使角速度产生变化，但力矩缓冲装置可以使转子30的角速度稳定。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明可以应用在以降低振动为目的的大部分电动压缩机中。

(2)构造简单，对设计和制造的影响很小。

(3)不用变更压缩机控制和系统。

(4)在所有的运转条件中电机效率不会下降。

(5)不但能降低振动，还可以改善压缩机启动性能、噪音、可靠性等。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种电动式压缩机，其特征在于，包括：

具备定子和转子的电机；

具备与所述转子旋转滑动连接的偏心轴、内置通过所述偏心轴进行驱动压缩的压缩腔的压缩机构；

以及连接所述转子和所述偏心轴的力矩缓冲装置；

在所述压缩腔压缩过程中，所述偏心轴的旋转角和所述转子的旋转角之差为相位角，所述相位角会有增减；

所述力矩缓冲装置具备其动作端与所述偏心轴和所述转子分别连接的扭杆弹簧；

所述扭杆弹簧的动作端的一方安装在所述偏心轴的轴中；或者

所述扭杆弹簧的动作端的一部分与所述偏心轴的轴端部分或者所述转子的内径滑动配合；

或者所述扭杆弹簧的动作端的一方，具备固定在所述转子内径处的固定轴；

或者所述扭杆弹簧的动作端的一方，具备与所述扭杆弹簧的轴芯垂直相交的力矩棒，

或者所述压缩机构具备滑动配合支撑所述偏心轴的轴承，安装在所述轴中的所述扭杆弹簧的动作端位于所述偏心轴和所述轴承的滑动配合支撑的范围内。

2.一种制冷装置，其特征在于，包括根据权利要求1所述的电动式压缩机。