CN106460818B

CN106460818B - 电动压缩机

Info

Publication number: CN106460818B
Application number: CN201580033389.2A
Authority: CN
Inventors: 高部哲也
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2019-03-12
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: WO2015198650A1; JP2016011610A; CN106460818A; US20170207677A1; JP6357365B2; US10298089B2; DE112015003021T5

Abstract

在通过热压嵌合来将定子固定在壳体内的电动压缩机中，维持壳体等热压嵌合所涉及的部件的耐久性，同时确保定子的保持力。在第一壳体(41)的周壁上，沿周向分开地设置朝径向内侧突出的三个部位的突出部(41f)，在各突出部(41f)的周向中央部配置沿轴向延伸的槽(41f2)，并通过热压嵌合来对各突出部(41f)的突出端面(41f1)与定子(3)的外周面的抵接部进行固定。

Description

电动压缩机

技术领域

本发明涉及一种电动压缩机，该电动压缩机在车用空调装置等中用于制冷剂的压缩，且所述电动压缩机是通过使压缩机构与对压缩机构进行驱动的电动机一体化而形成的。

背景技术

作为这种电动压缩机，已知一种例如专利文献1所记载的电动压缩机。专利文献1所记载的电动压缩机将电动机和由电动机驱动的压缩机构收容在壳体内，其中，所述电动机具有转子和环状的定子，所述转子具有多个磁极，所述定子具有配置于所述转子的径向外侧的多个切槽。在定子的外周面的在周向上隔开间隔的多个部位处形成有凹陷，通过在除了上述凹陷之外的多个部位处进行热压嵌合，来将定子固定到壳体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2011－196212号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在这种电动压缩机中，存在如下的问题，即，因通过对定子的线圈的通电产生的旋转磁场，而使得定子发生振动，且上述振动会经由热压嵌合部位而传递至对定子进行固定的壳体，由此产生噪音。

因而，如上所述，使定子与壳体在周向上不连续来减少热压嵌合部的面积，以实现从定子向壳体的振动传递的降低。

然而，若为了确保定子的保持力，而将各热压嵌合部位处的热压嵌合余量设定得较大，则热压嵌合抵接部处产生的应力会变大，热压嵌合所涉及的部件、特别是壳体的耐久性会降低。

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种电动压缩机，该电动压缩机能确保通过热压嵌合对定子进行保持的热压嵌合所涉及的部件(壳体)的耐久性和定子的保持力。

解决技术问题所采用的技术方案

为了达成上述目的，本发明的电动压缩机采用如下结构：

将具有转子和配置于所述转子的径向外侧的定子的电动机收容在圆筒状的壳体内，并被所述电动机驱动，以对制冷剂进行压缩，

在所述壳体的内周面上，沿周向上分开地在多个部位处，具有朝径向内侧突出形成的突出部，在各所述突出部的周向中央部配置沿轴向延伸的槽，通过热压嵌合来对各所述突出部的突出端面与所述定子的外周面的抵接部进行固定。

发明效果

根据本发明的电动压缩机，在定子的与壳体嵌合的多个部位的热压嵌合部处，壳体的突出部的周向两侧的端缘部与定子外周面的接触面压增大。因而，能在不增大热压嵌合余量的情况下，增大定子的保持力，并能确保壳体等热压嵌合所涉及的部件的耐久性和定子的保持力。

附图说明

图1是本发明实施方式的电动压缩机的剖视图。

图2是从图1的A－A向视方向观察的主视图。

图3是图2的B－B向视剖视图。

图4是从图3中去除定子后的状态(第一壳体)的剖视图。

图5是定子和第一壳体的分解立体图。

图6是将定子收纳于第一壳体的状态的立体图。

图7是用于对上述实施方式的电动压缩机的、具有十二个切槽的定子的变形形状进行说明的概念图。

图8是表示作用于上述实施方式的热压嵌合部的力的剖视图。

图9是表示在上述热压嵌合部处产生的面压的状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明的第一实施方式的电动压缩机的剖视图，图2是从图1所示的A-A向视方向观察的主视图。

本实施方式的电动压缩机1例如是设置于车用空调装置的制冷剂回路，将上述车用空调装置的制冷剂吸入、压缩后排出的结构，包括：电动机10；压缩机构20，该压缩机构20通过电动机10被驱动；逆变器30，该逆变器30用于驱动电动机10；以及壳体40，该壳体40用于将所述电动机10、压缩机构20及逆变器30收容在内部。

在本实施方式中，电动压缩机1是所谓的逆变器一体型的压缩机，如图1所示，具有：第一壳体41，该第一壳体41将电动机10及逆变器30收容在第一壳体41内侧；第二壳体42，该第二壳体42将压缩机构20收容在第二壳体42内侧；逆变器盖43；以及压缩机构盖44。此外，这些各个壳体及盖(41、42、43、44)通过螺栓等固定元件(未图示)而被紧固成一体，以构成电动压缩机1的壳体40。

所述第一壳体41由环状的周壁部41a和分隔壁部41b构成。所述分隔壁部41b构成将第一壳体41内分隔成对电动机10进行收容的空间和对逆变器30进行收容的空间的间隔壁。逆变器30通过周壁部41a的一端侧(图1中的左侧)的开口而被收容在第一壳体41内，所述开口通过逆变器盖43而被封闭。此外，电动机10通过周壁部41a的另一端侧(图1中的右侧)的开口而被收容在第一壳体41内，所述开口通过第二壳体42(后述的底壁部42b)而被封闭。在分隔壁部41b的径向中央部处，朝向周壁部41a的另一端侧突出设置有筒状的支承部41b1，该支承部41b1用于对电动机10的后述的转轴2a的一端部进行支承。

此外，如图2所示，在第一壳体41的另一端侧的端部处，以在周壁部41a的周向上隔开间隔的方式在多个部位(六个部位)形成有用于与第二壳体42进行紧固的紧固部41c(凸点)。

此外，包括突出部41f,该突出部41f突出形成在第一壳体41的周壁部的、在周向上隔开间隔且与形成有紧固部41c的周向的角度位置错开的三个部位处。详细而言，各突出部41f从其内周面朝向径向内侧突出形成，例如比紧固部41c更靠径向内侧突出地形成，并且沿着第一壳体41的轴向延伸设置。

如图2所述，更具体而言，突出部41f的突出端面(内周面)41f1与电动机10的定子3(详细而言为支承轭3a)的外周面的形状吻合形成为圆弧状，在沿各突出部41f1的内径圆与紧固部41c的内侧面之间存在间隙。

图3是图2的B-B向视剖视图，图4是从图3中去除定子后的状态(第一壳体)的剖视图，图5是定子和第一壳体的分解立体图，图6是将定子收纳于第一壳体的状态的立体图。

如上述图3～图5所示，在各突出部41f的周向中央部配置有从轴向的一端侧(逆变器30一侧)向另一端部侧(压缩机构20一侧)延伸的槽41f2。该槽41f2的轴向的一端侧开放，另一端侧封闭，并形成为具有突出部41f的轴向全长的一半程度的长度。藉此，突出部41f的突出端面41f1呈U字形。

突出端面41f1的槽41f2的轴向的一端侧(逆变器30一侧)开放的轴向的一端部以与定子3的外周面不抵接的方式露出，轴向的另一端部(压缩机构20一侧)与定子3的外周面抵接(在图4中，用阴影线表示热压嵌合的U字形的抵接区域)。沿突出端面41f1的内径圆的直径考虑到热压嵌合余量，而形成为比热压嵌合的定子3外周面的外径小。

这样，通过突出部41f的突出端面41f1与定子3外周面的抵接部的热压嵌合，定子3被固定于壳体40(第一壳体41)。

所述第二壳体42在第一壳体41的端部处通过在周方向上分开地形成在多个部位处的紧固部41c而被紧固于第一壳体41。第二壳体42例如形成为与和第一壳体41紧固的紧固侧相反的一侧开口的、一端开口的筒状，压缩机构20经由所述开口而被收容在第二壳体42内。第二壳体42的开口通过压缩机构盖44而被封闭。

此外，第二壳体42由圆筒部42a和位于圆筒部42a一端侧的底壁部42b构成，压缩机构20收容在由所述圆筒部42a和底壁部42b划分出的空间内。底壁部42b成为将第一壳体41内与第二壳体42内进行分隔的间隔壁。此外，在底壁部42b的径向中央部上开设有通孔并且形成有嵌合部，其中，所述通孔供电动机10的转轴2a的另一端部插通，所述嵌合部用于与对所述转轴2a的另一端侧进行支承的轴承45嵌合。

此外，虽然省略图示，但是在壳体40上形成有所述制冷剂的吸入端口及排出端口，例如，从吸入端口吸入的制冷剂在第一壳体41内流过之后，被吸入到第二壳体42内。藉此，电动机10通过吸入制冷剂而被冷却。

所述压缩机构20是由电动机10驱动并对制冷剂进行压缩的构件，所述压缩机构20被收容在第二壳体42内，且被配置在转子2的转轴2a的另一端侧。

在本实施方式中，压缩机构20是涡旋式压缩机，并构成为包括定涡盘21和动涡盘22。通过使动涡盘22相对于定涡盘21回旋驱动，来对制冷剂进行压缩。通过压缩机构20压缩后的制冷剂从排出端口排出。

如图1所示，所述电动机10构成为包括转子2、圆环状的定子3、绕线管4和线圈5，并适用三相交流电机，其中，所述转子2具有多个磁极(未图示)，所述圆环状的定子3配置在转子2的径向外侧，所述绕线管4配置在定子的端部并具有电绝缘性，所述线圈5卷绕于绕线管4及定子3。例如，来自车辆的蓄电池(未图示)的直流电源通过逆变器30转换为交流电流后，向电动机10供电。

在本实施方式中，在转子2上埋设有四个N极的永磁体和四个S极的永磁体，并等间隔地具有八个磁极。

此外，如图2所示，在本实施方式中，定子3交替且等间隔地具有十二个极齿3b和十二个切槽3c。

在此，参照图7来说明对在本实施方式的八极(磁极)十二切槽型的电动机10中，定子3在定子3负载有电磁力时的变形形状进行分析得到的结果。另外，图7表示定子3的某个瞬间的变形形状，为了更加明确其变形，放大(夸张)变形尺寸来表示。

如图7中用双点划线所示的那样，定子3在没有负载有电磁力时呈圆形的外形。一旦负载有电磁力时，可知定子3以呈大致正方形的外形形状的方式发生变形。此外，虽然省略图示，但是定子3在其它的瞬间也以呈大致正方形的外形形状的方式变形，大致正方形的四个角部C的位置与电流的相位等对应地绕转子2的旋转轴线O同时移动。定子3以与其材质及电磁力的大小等对应的振幅r发生振动。

接着，对本实施方式的电动压缩机1的振动传递的抑制作用进行简单说明。

当从逆变器30向电动机10供给交流电流时，电磁力会作用于定子3。此时，如图7所示，定子3以呈大致正方形的外形形状的方式发生变形，并在定子3的外周的各个点处分别以振幅r在径向上发生振动。所述振动通过突出部41f被传递至第一壳体41，然后，在使周壁部41a的薄壁部振动以减少振动能量的同时，传递至第一壳体41与车辆的各固定部处。但是，由于通过定子3的振动产生的振动能量在所述振动传递过程中被充分地减少，因此，当通过各固定部向车辆传递时，所述振动能量被充分地减少。

在作为三点热压嵌合的本实施方式的电动压缩机1中，在某个瞬间，四个角部C中的一个仅与三个部位的突出部41f1中的一个重合。此外，剩余的三个角部C位于空隙部46(参照图1)的区域内，使第一壳体41不发生振动而成为自由状态。因而，能抑制由定子3产生的振动向壳体40的传递量。其结果是，在八极、十二切槽型的且三点热压嵌合的电动压缩机1中，不仅能减少振动传递，还能抑制由壳体40的振动而产生放射音。

另一方面，如上所述，在为了降低振动传递，而将热压嵌合部位设定为最小限的三个部位的情况下，与将热压嵌合部位设为四个部位以上的情况相比，需要增大每个部位的定子3的保持力。当增大热压嵌合余量(定子3在没有收纳于第一壳体41的状态下的热压嵌合部处的定子3的外径－突出端面41f1的内径)时，存在如下可能性，即，在低温时热压嵌合余量增大，在热压嵌合所涉及的部件、特别是壳体40(第一壳体41)上产生的应力过大，而使得耐久性降低。

为了避免上述状况，在本实施方式中，如上所述，在各突出部41f的周向中央部配置从轴向一端侧向另一端侧延伸的槽41f2。

这样，通过在突出部41f设置槽41f2,从而如图8中用实线箭头所示的那样，在热压嵌合后，在形成突出部41f的槽41f2而成为薄壁的周向中央部处产生朝外径方向作用的力，并且槽41f2的两侧部分朝周向两个外侧产生拉伸力。其结果是，如图8中用虚线箭头所示的那样，突出部41f的周向两侧的端缘部产生以槽41f2部为中心朝内侧折弯的方向的转矩力。藉此，突出端面41f1的周向两侧的端缘部与定子3外周面间的接触面压增大。

图9是表示形成了槽41f2的突出端面41f1的面压分布的图，在图中用深色示出对定子3的保持产生有效作用的、具有规定以上的面压的有效面压区域。能确认的是，在不具有槽的情况下，点划线的外侧成为突出端面的有效面压区域，通过设置槽41f2，从而使得有效面压区域扩大，特别是在突出端面41f1的槽41f2开放的一侧的两侧端缘部处，能大幅扩大有效面压区域。

另外，由于在突出端面41f1的轴向的另一端部(压缩机构20一侧)，端缘部没有受到来自外侧的拉伸力而是作用有朝内侧发生变形的力，因此，确保规定以上的面压区域。

如上所述，通过在各突出部41f的周向中央部配置从轴向的一端侧向另一端侧延伸的槽41f2的结构，从而能在不增大热压嵌合余量的情况下，增大突出端面41f1与定子3外周面间的热压嵌合部处的面压，并能在良好地维持热压嵌合所涉及的部件、特别是第一壳体41的耐久性的同时，良好地确保定子3的保持力。

另外，通过恰当地设定槽41f2的长度，从而能适度地增大面压，但例如在以贯穿突出部的轴向两端的方式形成槽的情况下，两个突出部会在槽的两侧分离，从而无法得到上述作用(产生以槽为中心朝内侧折弯的方向的转矩力)。

此外，在以将槽和两端部均封闭的方式形成的情况下，也许能一定程度以上获得与仅一端开放的槽41f2同样的作用，但很难通过铸孔形成槽，需要另行进行切削加工。

因而，像实施方式这样，形成一端部开放、另一端部封闭的槽41f2，而将热压嵌合部的抵接区域形成为U字形，在功能上优异，在制造上也有利。

此外，由于本实施方式适用于在八极(磁极)、十二切槽型的电动机10中，为了降低从定子3向壳体40的振动传递而将热压嵌合部位减少到三个部位的情况，因此，能良好地维持振动传递降低效果。除此之外，还能适用于在六极(磁极)、九切槽型的电动机中，将热压嵌合部位减少到四个部位的情况。

但是，本申请发明能获得如下效果，即，无论电动机的磁极的数目、切槽的数目如何，均能在抑制热压嵌合余量增大的同时使热压嵌合部的面压增大，并良好地维持壳体等热压嵌合所涉及的部件的耐久性，同时确保定子保持力。

此外，对使用涡旋式压缩机作为电动压缩机1的压缩机构20的情况进行了说明，但并不限定于此，能够使用斜板式压缩机等适当形式的电动压缩机作为电动压缩机100的压缩机构20。

以上，虽然对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限制于上述实施方式，能够基于本发明的技术思想进行各种变形及改变。

符号说明

1…电动压缩机；

2…转子；

3…定子；

10…电动机；

20…压缩机构；

40…壳体；

41…第一壳体；

41c…紧固部；

41f…突出部；

41f1…突出端面；

41f2…槽。

Claims

1.一种电动压缩机，其将具有转子和配置于所述转子的径向外侧的定子的电动机收容于圆筒状的壳体内，并被所述电动机驱动，以对制冷剂进行压缩，其特征在于，

在所述壳体的内周面上，沿周向分开地在多个部位处，具有朝径向内侧突出形成的突出部，

在各所述突出部的突出端面的周向中央部配置沿轴向延伸的槽，

通过热压嵌合来对各所述突出部的所述突出端面与所述定子的外周面的抵接部进行固定，

所述槽形成为各所述突出部的所述轴向的一端侧开放、另一端侧封闭，所述抵接部形成为U字形。

2.如权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，

所述电动机包括：具有八个磁极的转子；以及具有朝所述转子一侧开口的十二个切槽的定子，

所述壳体的突出部突出形成于在周向上分开的三个部位处。

3.如权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，

所述电动机包括：具有六个磁极的转子；以及具有朝所述转子一侧的九个切槽的定子，

所述壳体的突出部突出形成于在周向上分开的四个部位处。