CN1629479A - 电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种电动压缩机，该电动压缩机可由定子铁心的模内叠层进行组装，可解决噪声问题。该电动压缩机在成为密闭容器的圆筒构架内收容电动要素和由与该电动要素连接的回转轴驱动的压缩要素；其特征在于：电动要素由定子和转子构成；该定子具有嵌入到构架内受到支承的定子铁心和定子绕组，该转子具有永久磁铁而且可自由回转地支持于定子的内侧，同时，在与构架内周面接触的定子铁心的外周部设置凸状的接触部，使接触部的外周面积在构架的内周全面积的百分之几以下。

Description

电动压缩机
技术领域
本发明涉及一种构成设于空调、冷藏箱、冷冻箱、或陈列橱等的冷却装置的电动压缩机，特别是涉及作为电动要素(单元)使用在转子配置了永久磁铁的永久磁铁式旋转电机的电动压缩机。
背景技术
过去，在这种永久磁铁式旋转电机中，在定子绕组中采用集中绕组，磁场采用稀土类的钕永久磁铁，结果，存在使使用的压缩机等的噪声增大的问题。作为噪声对策，例如在记载于日本特开2001-342954号公报(专利文献1)的电动压缩机中，提出切去压缩机的密闭容器的内壁和与该内壁接触的定子铁心外周部的轴向一部分的方案。
(专利文献1)日本特开2001-342954号公报
在上述已有技术中，定子铁心的最外径的外周形状为2种，在通过使用凹凸(ホロ一ダィ)接合(凹凸接合通过使用顺送模的哈克(HAC)实现)的模内叠层形成定子铁心的场合，可进行与压力容器的内壁接触的定子铁心的模内叠层，但对于不接触的定子铁心没有基准位置，存在不能进行模内叠层的问题。
模内叠层以形成定子铁心的定子铁板的外周为基准位置，不产生位置偏移地重合而叠层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动压缩机，该电动压缩机可由定子铁心的模内叠层进行组装，可解决噪声问题。
本发明的特征在于：具有成为密闭容器的圆筒构架、收容于该圆筒构架的电动要素(单元)、及收容于圆筒构架并且由电动要素驱动的压缩要素，电动要素具有定子和可自由回转地设置于该定子的内侧而且具有永久磁铁的转子，定子具有嵌入到圆筒构架内受到支承的定子铁心和缠绕于该定子铁心的定子绕组，定子铁心具有重合的多个定子铁板，定子铁板在外周具有接触于圆筒构架的内周面的凸状接触部，而且各定子铁板的接触部在重合的叠层方向相连。
按照本发明，定子铁心的形状在轴向相同，在定子铁心的外周具有接触部，所以，可由模内叠层进行定子铁心的组装。另外，可提供噪声小的电动压缩机。
附图说明
图1示出本发明实施形式1的电动压缩机，为示出轴向断面形状的断面图。
图2示出本发明实施形式1的永久磁铁式旋转电机，为示出图1的Q-Q径向断面形状的图。
图3为本发明实施形式1的永久磁铁式旋转电机的透视图。
图4为示出本发明实施形式1的构架内的定子铁板接触状况的图。
图5为示出搭载了永久磁铁式旋转电机的电动压缩机的噪声测定结果的图。
图6为示出搭载本发明实施形式1的永久磁铁式旋转电机的电动压缩机的噪声的总(OA)值的图。
图7为示出本发明实施形式2的电动压缩机1的轴向断面形状的断面图。
图8为示出本发明实施形式3的电动压缩机1的轴向断面形状的断面图。
图9为示出本发明实施形式4的电动压缩机1的轴向断面形状的断面图。
图10为示出本发明实施形式5的电动压缩机1的轴向断面形状的断面图。
图11为示出本发明实施形式5的构架内的定子铁板接触状况的图。
具体实施方式
下面，根据图1～图11详细说明本发明的实施例。在各图中，通用的标号表示同一物。另外，在这里示出4极永久磁铁式旋转电机，转子的极数与定子的槽数的比为2∶3。
首先，说明本发明的实施形式1。
图1为示出本发明实施形式1的电动压缩机的图，示出轴向断面形状，图2为示出本发明实施形式1的永久磁铁式旋转电机的图，示出图1的Q-Q径向断面形状。图1所示作为电动要素的永久磁铁式旋转电机的轴向断面形状为图2所示永久磁铁式旋转电机的P-O-P断面图。图3为示于图2的永久磁铁式旋转电机的透视图。图4为示出构架内的定子铁板接触状况的图。
在图1中，电动压缩机1的外观由壳体形成。壳体由圆筒状的构架2、上端侧的上盖3、下端侧的下盖4构成。构架2为密封的容器。
在该构架2内收容作为永久磁铁式旋转电机的电动要素5和被称为涡旋压缩机的压缩要素6。
构架2通过将板状的钢板折曲成圆筒状而形成。由上盖3和下盖4封闭该构架2的上下端，将其封闭而形成密封的容器。上盖3和下盖4通过焊接于构架2而形成为密闭构造。
压缩要素6通过使直立于固定涡旋构件7的端板8的螺旋状涡卷9和直立于旋转涡旋构件10的端板11的螺旋状涡卷12啮合而形成，由曲柄回转轴13使旋转涡旋构件10进行旋转运动，从而进行压缩动作。
由固定涡旋构件7和旋转涡旋构件10形成的压缩室14(14a、14b、…)中的位于最外径侧的压缩室随着旋转运动朝两涡旋构件7、10的中央移动，容积逐渐缩小。压缩室14a、14b达到两涡旋构件7、10的中心近旁时，来自两压缩室14内的吸入管15的压缩气体从与压缩室14连通的排出口16排出。
排出的压缩气体通过设于固定涡旋构件7和固定构件17的气体通道(图中未示出)到达固定构件17下部的构架2内，从设于构架2侧壁的排出管18排出到电动压缩机1外。
构成电动压缩机1的由永久磁铁式旋转电机构成的电动要素5由另行设置的变频(压)器(ィンバ一タ)(图中未示出)控制，按适于压缩动作的回转速度回转。在这里，由永久磁铁式旋转电机构成的电动要素5由定子19和转子20(虽然图中未示出，但在转子20的两端安装平衡重块)。设于转子20的曲柄回转轴13的上侧成为曲柄轴。在曲柄回转轴13的内部形成油孔21，由曲柄回转轴13的回转将处于构架2下部的储油部22的润滑油通过油孔21供给到滑动轴承式的上侧轴承部23、滚珠轴承式的下侧轴承部24。另外，标号25为接线端子，将来自变频器的电力供给到电动要素5。标号26为底座。
由图1、图2所示永久磁铁旋转电机构成的电动要素5由定子19和转子20构成，定子19包括由齿27和铁心背部28构成的定子铁心29和在齿27间的槽30内围住齿27地缠绕的集中绕组的定子绕组31(包括三相绕组的U相绕组31a、V相绕组31b、W相绕组31c)。在齿27所处之处的定子铁心29的外周设置半圆形状的凹部32。
在这里，作为永久磁铁式旋转电机的电动要素5为4极6槽，所以，槽节距按电角表示时为120度。转子20在转子铁心33的外周表面近旁形成永久磁铁插入孔34，该转子铁心33形成插入回转轴(图中未示出)的回转轴孔39，在永久磁铁插入孔34中固定由稀土类的钕制作的永久磁铁35。标号36为定子铁心29的外周，成为与回转轴呈同心圆形状。
在图1、图2、图3中，标号37为定子铁心的最外周，设定比定子铁心的外周36稍大的直径。即，定子铁心的外周36之处的外径小，定子铁心的最外周37之处形成较大的外径。
如使定子铁心的外周36过小，则使永久磁铁式旋转电机的磁特性恶化，所以，36与37的直径的偏差设定在0.5mm以内。
在定子铁心29的外周36的外侧形成包括38a和38b的2个凸起38(凸状的接触部)，凸起38(凸状的接触部)的外周面成为与定子铁心29的最外周37相同直径地设定。在这里，各槽30的外周上(凹部32间的外周)设置2个凸起38(凸状的接触部)，但也可为1个，或为任意个数。凸起38(凸状的接触部)的高度为0.3mm左右，宽度为0.5mm左右。该凸起38(凸状的接触部)使定子铁板在重合的叠层方向相连地排列。定子铁心叠层地形成0.35mm或0.5mm的电磁钢板(定子铁板)。
由于构架2通过折曲板状的钢板形成为圆筒状，所以，内周的圆筒直径尺寸精度较宽松，通常尺寸变化为±100μm。结果，热装配合到构架2内的定子19的定子铁心29不能规定构架2的内周与定子铁心29的外周在何处接触。在图1中示出图2的永久磁铁式旋转电机的P-O-P断面的径向断面形状，与构架2的内周面接触的部分为定子铁心29的最外周37的凸起38(凸状的接触部)，定子铁心的外周36(外径小)不与构架2的内周面接触。为此，构成定子铁心29的任一定子铁板都接触于构架2的内周。但是，凸起38(凸状的接触部)的外周表面积相对构架2的内周表面积仅接触1％。
在图4中，圆筒的构架2(通常厚度为2.5mm～3.5mm)的内周侧通过形成于定子铁板外周的2个凸起38(凸状的接触部)用热装支承定子铁板。如仅示出该热装支承的定子铁板的外周侧的外周形状41之处所示那样在构架2与定子铁心的外周36、最外周37之间形成空间部40。
另外，将凸起38(凸状的接触部)的外周接触面积设定为构架2的内周面积(包含定子铁心的轴向长度)的1％。结果，定子铁心29的振动不易传递到构架2。
图5用图示出对上述电动压缩机1测定的噪声。该电动压缩机1的制冷制热能力为公称2.2kW～2.8kW，作为冷媒封入R410A使其工作。测定话筒在由永久磁铁式旋转电机构成的电动要素5的轴向中央部的位置，离开1m(米)地测定。
图5的横轴为频率成分，纵轴为噪声，一并示出过去的电动压缩机和本发明的电动压缩机的测定数据。过去的电动压缩机没有定子铁心29的外周的凸起38(凸状的接触部)，定子铁心33的外周36沿叠层方向(轴向)均匀接触。
如图5所示那样，对于200Hz、400Hz、8kHz、及10kHz成分，本发明的电动压缩机1的噪声比过去稍增大一些，但此外的频率成分的本发明电动压缩机1的噪声比过去大幅度减小。图6示出噪声的总(OA)值。如图6所示那样，本发明的电动压缩机1的噪声比过去大幅度地减少了10.4dB。
该噪声降低在定子铁心29的叠层方向(轴向)相同，使与周向的构架内周面的接触面积按构架内周总面积(定子铁心29的轴向量)的1％接触，定子铁心29的振动不易传递到构架2。关于该接触部的凸起38(凸状的接触部)的接触面积即使为原来的57.5％～28.75％，噪声也不变化，所以，最好为百分之几(数％)的较小的接触面积。关于该接触部，从定子铁心29的组装方面进行说明。
虽然叠层用冲床冲裁的定子铁板制作定子铁心29，但该叠层在称为顺送模(ホロ一ダィ)的叠层模内进行。与定子铁心29的最外周37(外径大)对应的定子铁板的外径与叠层模的内径一致，所以，即使进行模内叠层，定子铁板在模内也不朝径向偏移位置，在良好地统一到叠层方向(轴向)的状态下叠层。
因此，可提供噪声小而且可用称为顺送模的叠层模叠层的定子铁心。
另外，模内叠层的定子铁板可通过利用HAC的加紧(凹凸接合)形成一个牢固的结合体(定子铁心)。在定子铁心29缠绕定子绕组31形成的定子19由热装配合固定到构架2内。
下面，说明本发明实施形式2。
图7示出本发明的实施形式2的电动压缩机1。图7示出与图1所示场合同样的断面形状，不同点在于将贯通孔44设于构架2的一部分。该贯通孔44设于凸起38(凸状的接触部)。由点固焊(タツク溶接)通过该贯通孔44固定定子19的凸起38(凸状的接触部)与构架2。
在本发明的电动压缩机1中使用的永久磁铁式旋转电机的定子19的外径为105mm，叠层厚45mm。压缩机存在落下试验，由落下时的冲击使定子19从构架2的热装位置偏移时不满足规格。为此，在构架2的一部分设置贯通孔44，通过该贯通孔44对定子19的凸起38(凸状的接触部)与构架2进行点固焊，由焊接部43固定。这样，可提供可承受落下试验的电动压缩机1。
下面，说明本发明的实施形式3。
图8示出本发明的实施形式3的电动压缩机1。图8示出与图1所示同样的断面形状，不同之处在于，在构架2的内周，将落下防止构件42设置到定子19的下部。
在构架2热装环状的落下防止构件42，此后在落下防止构件42的上部热装定子29。凸起38(凸状的接触部)的下部接触到落下防止构件42而受到阻止。
这样，可提供即使进行落下试验定子19也不从热装位置偏移、能够承受落下试验的电动压缩机1。
下面说明本发明的实施形式4。
图9示出本发明的实施形式4的电动压缩机1。图9示出与图1所示场合同样的断面形状，不同点在于在构架2的内周将落下防止构件45设置到定子19的下部，在构架2的一部分设置贯通孔44，通过该贯通孔44用点固焊固定构架2与落下防止构件45。
首先，在将环状的落下防止构件45热装到构架2后，在构架2的一部分设置贯通孔44，通过该贯通孔44对落下防止构件45与构架2进行点固焊，由焊接部43固定，此后将定子29热装到落下防止构件45的上部。这样，即使进行落下试验定子19也不从热装位置偏移，可提供能够承受落下试验的电动压缩机1。落下防止构件45为了减少使用材料而比落下防止构件42的轴向长度缩短，为了确保落下强度，并用点固焊。
下面说明本发明的实施形式5。
图10示出本发明实施形式5的电动压缩机1，图11(a)为图10B-B径向断面图，图11(b)示出图10的A-A径向断面图。图11(a)与图4相同。
如图11(b)所示定子铁板的外周形状41所示那样，在定子铁板的外周的半圆形的凹部32之间形成6个分割的分割外周。在3个部位的分割外周设置凸起38(凸状的接触部)，在余下3个部位的分割外周不设置凸起38(凸状接触部)。存在凸起38(凸状的接触部)的部位和没有凸起38(凸状的接触部)的部位交替配置。使存在凸起38(凸状接触部)的部位的定子铁心外周36与定子铁心最外周37相同。凸起38(凸状接触部)在叠层方向相连。图11(a)在全部分割外周设置凸起38(凸状的接触部)。
另外，图10示出与图1所示场合同样的断面形状，不同点在于处于构架2的内周的定子铁心29的形状的大部分(半)形成为图11(a)的形状，在定子铁心29的中央部的一部分形成为图11(b)的形状。即，定子铁心29的定子铁板有两种。一种定子铁板在任何分割外周都具有凸起38(凸状接触部)。另一种定子铁板根据分割外周的情况存在有凸起38(凸状接触部)的部位和没有该凸起的部位。凸起38(凸状接触部)存在沿叠层方向相连的部位和不相连的部位。
这样，由于存在热装固定构架2的内周与定子铁心29的部分，所以，可提供这样一种电动压缩机1，该电动压缩机1即使进行落下试验，定子19也不从热装位置偏移，不需要点固焊，能够承受落下试验。噪声降低效果虽然比图1低，但与过去相比可确保噪声降低效果。
另外，相对图10的实施例，即使仅采用图11(b)的形状，当然也可获得一些噪声降低效果。
其中，图1、图7、图8、图9、及图10所示压缩机被称为涡旋压缩机，在上部配置上述压缩要素，在下部配置上述电动要素。此外，存在电动要素处于上侧、压缩要素处于下侧的构造的旋转压缩机。该旋转压缩机成为在上侧没有轴承的构造。这是为了降低制造成本。本发明的电动压缩机在该旋转压缩机也可适用。

Claims (10)

1.一种电动压缩机，其特征在于：具有成为密闭容器的圆筒构架、收容于该圆筒构架的电动要素、及收容于上述圆筒构架并且由上述电动要素驱动的压缩要素，
上述电动要素具有定子和可自由回转地设置于该定子的内侧而且具有永久磁铁的转子，
上述定子具有嵌入到上述圆筒构架内受到支承的定子铁心和缠绕于该定子铁心的定子绕组，
上述定子铁心具有重叠的多个定子铁板，
上述定子铁板在外周具有接触于上述圆筒构架的内周面的凸状接触部，而且各定子铁板的接触部在重叠的叠层方向相连。
2.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于：上述接触部的外周面积与上述圆筒构架的内周全面积的比在百分之几以下。
3.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于：在上述接触部所处的位置设置贯通到上述圆筒构架的贯通孔，在该贯通孔的部位由焊接固定上述构架和上述接触部。
4.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于：在上述圆筒构架的内周形成上述接触部的下部接触的落下防止构件。
5.根据权利要求4所述的电动压缩机，其特征在于：在上述圆筒构架的一部分设置贯通孔，在该贯通孔的部位由焊接固定上述构架和上述落下防止构件。
6.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于：叠层的上述定子铁板由HAC相互进行凹凸接合，形成定子铁心，该定子铁心热装配合到上述构架。
7.一种电动压缩机，其特征在于：具有成为密闭容器的圆筒构架、收容于该圆筒构架的电动要素、及收容于上述圆筒构架并且由上述电动要素驱动的压缩要素，
上述电动要素具有定子和可自由回转地设置于该定子的内侧而且具有永久磁铁的转子，
上述定子具有嵌入到上述圆筒构架内受到支承的定子铁心和缠绕于该定子铁心的定子绕组，
上述定子铁心具有重合的多个定子铁板，
在上述定子铁板的外周设置多个凹部，
在由上述凹部分割的上述定子铁板的分割外周设置：形成接触于上述圆筒构架的内周面的凸状接触部的部位、和不形成该接触部的部位，而且各定子铁板的接触部在重叠的叠层方向相连。
8.一种电动压缩机，其特征在于：具有成为密闭容器的圆筒构架、收容于该圆筒构架的电动要素、及收容于上述圆筒构架并且由上述电动要素驱动的压缩要素，
上述电动要素具有定子和可自由回转地设置于该定子的内侧而且具有永久磁铁的转子，
上述定子具有嵌入到上述圆筒构架内受到支承的定子铁心和缠绕于该定子铁心的定子绕组，
上述定子铁心具有重合的多个定子铁板，
在上述定子铁板的外周设置多个凹部，
至少具有2种上述定子铁板，该定子铁板具有由上述凹部分割的分割外周，
其中的一种在任何一个分割外周都有与上述圆筒构架的内圆面接触的凸状接触部，
另一种根据上述分割外周存在具有上述凸状的接触部的部位和没有该接触部的部位；
上述各定子铁板的接触部在重叠的叠层方向相连。
9.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于：上述定子绕组按集中绕组缠绕到上述定子铁心的齿。
10.根据权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于：上述压缩要素为涡旋压缩机，在上部配置上述压缩要素，在下部配置上述电动要素。
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