DE112015003021T5

DE112015003021T5 - Elektrischer Verdichter

Info

Publication number: DE112015003021T5
Application number: DE112015003021.2T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Takabe
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2035-03-18
Also published as: JP2016011610A; CN106460818B; US10298089B2; DE112015003021B4; JP6357365B2; US20170207677A1; CN106460818A; WO2015198650A1

Abstract

Um zu gewährleisten, dass Aufschrumpfkomponenten wie zum Beispiel ein Gehäuse eine gewünschte Kraft zum Halten eines Stators haben, während eine gewünschte Haltbarkeit aufrecht erhalten wird, ist ein elektrischer Verdichter, bei dem der Stator an dem Gehäuse durch Aufschrumpfen befestigt wird, folgendermaßen konfiguriert. Drei Vorsprünge (41f) sind so vorgesehen, dass sie von der Umfangswand eines ersten Gehäuses (41) radial so nach innen vorstehen, dass sie in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, und der Vorsprung (41f) ist jeweils mit einer Nut (41f2) versehen, die sich in der axialen Richtung in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt des Vorsprungs (41f) erstreckt. Vorstehende Endflächen (41f1) des Vorsprungs (41f) sind an dem Außenumfang des Stators (3) durch Aufschrumpfen an dazwischenliegenden Kontaktschnittstellen befestigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verdichter, der zum Verdichten eines Kühlmittels bei einer Fahrzeugklimaanlage oder dergleichen verwendet wird, und der einen Verdichtungsmechanismus und einen Elektromotor zum Antreiben des Verdichtungsmechanismus integriert aufweist.
STAND DER TECHNIK
Ein derartiger elektrischer Verdichter ist zum Beispiel in der Patentdruckschrift 1 offenbart. Bei dem in der Patentdruckschrift 1 offenbarten elektrischen Verdichter sind ein Elektromotor und ein Verdichtungsmechanismus in einem Gehäuse untergebracht. Der Elektromotor hat einen Rotor, der viele Magnetpole hat, und einen ringartigen Stator, der radial außerhalb des Rotors angeordnet ist und viele Schlitze hat. Der Verdichtungsmechanismus wird durch den Elektromotor angetrieben. Viele Aussparungen sind in dem Außenumfang des Stators so ausgebildet, dass sie in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, und der Stator ist an dem Gehäuse durch Aufschrumpfen an vielen Abschnitten außer an den Aussparungen befestigt.
LISTE DER DRUCKSCHRIFTEN
PATENTDRUCKSCHRIFT

Patentdruckschrift 1: JP 2011 196212 A

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSEN SIND
Bei einem derartigen elektrischen Verdichter wird ein sich drehendes Magnetfeld erzeugt, um den Stator in Schwingungen zu versetzen, wenn ein elektrischer Strom zu Spulen in dem Stator zugeführt wird. Diese Schwingungen werden durch die Aufschrumpfabschnitte zu dem Gehäuse übertragen, an dem der Stator befestigt ist, und problematische Geräusche werden erzeugt. Um eine derartige Schwingungsübertragung von dem Stator zu dem Gehäuse zu reduzieren, wurde der Aufschrumpfbereich zwischen dem Stator und dem Gehäuse reduziert, indem der Aufschrumpfbereich in der Umfangsrichtung unterbrochen wurde, wie dies vorstehend beschrieben ist. Falls jedoch die Toleranz zum Aufschrumpfen bei dem jeweiligen Aufschrumpfabschnitt vergrößert wird, um eine ausreichende Kraft zum Halten des Stators zu gewährleisten, wird eine erhöhte Spannung auf die Kontaktschnittstellen der Aufschrumpfabschnitte und somit auf die Aufschrumpfkomponenten insbesondere des Gehäuses aufgebracht, was die Haltbarkeit reduziert.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts derartiger Umstände geschaffen, und es ist ihre Aufgabe, einen elektrischen Verdichter vorzusehen, der gewährleistet, dass Aufschrumpfkomponenten (Gehäuse) zum Halten des Stators mittels Aufschrumpfen eine gewünschte Haltbarkeit und eine ausreichende Kraft zum Halten des Stators haben.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, ist ein elektrischer Verdichter gemäß der vorliegenden Erfindung, der durch einen Elektromotor angetrieben wird und ein Kühlmittel verdichtet, und bei dem der Elektromotor einschließlich eines Rotors und eines radial außerhalb des Rotors angeordneten Stators in einem zylindrischen Gehäuse untergebracht ist, so konfiguriert, dass er viele Vorsprünge aufweist, die von einem Innenumfang des Gehäuses radial nach innen vorstehend so ausgebildet sind, dass sie in einer Umfangsrichtung des Innenumfangs voneinander beabstandet sind, und dass die Vorsprünge jeweils mit einer Nut versehen sind, die sich in einer axialen Richtung in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt des Vorsprungs erstrecken, und dass die vorstehenden Endflächen der Vorsprünge an einem Außenumfang des Stators durch Aufschrumpfen an dazwischenliegenden Kontaktschnittstellen befestigt sind.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Bei dem elektrischen Verdichter gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kontaktdruck zwischen der jeweiligen Umfangskante der Vorsprünge des Gehäuses und dem Außenumfang des Stators bei den vielen Aufschrumpfabschnitten vergrößert, wodurch der Stator auf das Gehäuse aufgeschrumpft wird. Dies vergrößert die Kraft zum Halten des Stators, ohne dass die Toleranz zum Aufschrumpfen vergrößert wird, und somit wird gewährleistet, dass Aufschrumpfkomponenten wie zum Beispiel ein Gehäuse eine gewünschte Kraft zum Halten des Stators haben, während eine gewünschte Haltbarkeit aufrecht erhalten wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines elektrischen Verdichters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Vorderansicht des elektrischen Verdichters bei Betrachtung in der Richtung, die durch einen Pfeil A-A in der 1 angegeben ist.
3 zeigt eine Querschnittsansicht des elektrischen Verdichters bei Betrachtung in der Richtung, die durch einen Pfeil B-B in der 2 angegeben ist.
4 zeigt eine Querschnittsansicht des elektrischen Verdichters, bei dem ein Stator aus dem in der 3 gezeigten Zustand beseitigt wurde (d. h. eine Querschnittsansicht des Gehäuses).
5 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Stators und eines ersten Gehäuses.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht des in dem ersten Gehäuse untergebrachten Stators.
7 zeigt eine Konzeptansicht einer verformten Gestalt des Stators mit zwölf Schlitzen bei dem elektrischen Verdichter gemäß dem Ausführungsbeispiel.
8 zeigt eine Querschnittsansicht von Kräften, die auf Aufschrumpfabschnitten gemäß dem Ausführungsbeispiel wirken.
9 zeigt, wie Oberflächendrücke auf die Aufschrumpfabschnitte aufgebracht werden.
MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines elektrischen Verdichters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 2 zeigt eine Vorderansicht des elektrischen Verdichters bei Betrachtung in der Richtung, die durch einen Pfeil A-A in der 1 angegeben ist. Ein elektrischer Verdichter 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist zum Beispiel für einen Kühlkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage vorgesehen, und er saugt ein Kühlmittel der Fahrzeugklimaanlage an und verdichtet dieses, und er lässt das verdichtete Kühlmittel aus. Der elektrische Verdichter 1 hat einen Elektromotor 10, einen Verdichtungsmechanismus 20, der durch den Elektromotor 10 angetrieben wird, einen Wechselrichter 30 zum Antreiben des Elektromotors 10 und ein Gehäuse 40, das darin den Elektromotor 10, den Verdichtungsmechanismus 20 und den Wechselrichter 30 unterbringt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der elektrische Verdichter 1 ein so genannter Verdichter mit integriertem Wechselrichter, und er hat ein erstes Gehäuse 41, ein zweites Gehäuse 42, eine Wechselrichterabdeckung 43 und eine Verdichtungsmechanismusabdeckung 44. Das erste Gehäuse 41 bringt darin den Elektromotor 10 und den Wechselrichter 30 unter, und das zweite Gehäuse 42 bringt darin den Verdichtungsmechanismus 20 unter. Die Gehäuse und Abdeckungen (41, 42, 43 und 44) sind durch eine Befestigungseinrichtung (nicht gezeigt) wie zum Beispiel Schrauben einstückig befestigt, um so das Gehäuse 40 des elektrischen Verdichters 1 zu bilden.
Das erste Gehäuse 41 hat eine ringartige Umfangswand 41a und eine Trennwand 41b. Die Trennwand 41b teilt den Innenraum des ersten Gehäuses 41 in einen Raum zum Unterbringen des Elektromotors 10 und einen Raum zum Unterbringen des Wechselrichters 30. Der Wechselrichter 30 wird in das erste Gehäuse 41 durch eine Öffnung an einem Ende (an der linken Seite in der 1) der Umfangswand 41a untergebracht, und die Öffnung wird durch die Wechselrichterabdeckung 43 geschlossen. Der Elektromotor 10 wird in das erste Gehäuse 41 durch eine Öffnung an dem anderen Ende (an der rechten Seite in der 1) der Umfangswand 41a untergebracht, und die Öffnung wird durch das zweite Gehäuse 42 geschlossen (eine Bodenwand 42b, die später beschrieben wird). Die Trennwand 41b hat an ihrem radial mittleren Abschnitt einen Röhrenstützabschnitt 41b1 zum Stützen von einem Ende einer später beschriebenen Drehwelle 2a des Elektromotors 10. Der Stützabschnitt 41b1 ist so vorgesehen, dass er zu dem anderen Ende der Umfangswand 41a hin vorsteht.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, sind viele (sechs) Befestigungsabschnitte 41c (Naben) zum Befestigen des ersten Gehäuses 41 an das zweite Gehäuse 42 an dem anderen Ende des ersten Gehäuses 41 so ausgebildet, dass sie in der Umfangsrichtung der Umfangswand 41a voneinander beabstandet sind.
Drei Vorsprünge 41f sind vorstehend von der Umfangswand des ersten Gehäuses 41 so ausgebildet, dass sie in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Die Vorsprünge 41f sind so angeordnet, dass sich ihre Umfangswinkelpositionen von jenen der Befestigungsabschnitte 41c unterscheiden. Insbesondere sind die Vorsprünge 41f so ausgebildet, dass sie von dem Innenumfang der Umfangswand 41a radial nach innen weiter vorstehen als zum Beispiel die Befestigungsabschnitte 41c, und dass sie sich in der axialen Richtung des ersten Gehäuses 41 erstrecken.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, ist insbesondere eine vorstehende Endfläche (Fläche, die den Innenumfang bildet) 41f1 des jeweiligen Vorsprungs 41f mit einer runden Bogenform so ausgebildet, dass diese mit einer Form des Außenumfangs eines Stators 3 (insbesondere eines hinteren Jochs 3a) des Elektromotors 10 übereinstimmt. Außerdem ist ein Spalt zwischen einem Innendurchmesserkreis, der sich entlang diesen vorstehenden Endflächen 41f1 erstreckt, und den Innenflächen der Befestigungsabschnitte 41c vorhanden.
Die 3 zeigt eine Querschnittsansicht des elektrischen Verdichters bei Betrachtung in der Richtung, die durch einen Pfeil B-B in der 2 angegeben ist. Die 4 zeigt eine Querschnittsansicht des elektrischen Verdichters, bei dem der Stator aus dem in der 3 gezeigten Zustand beseitigt wurde (d. h. eine Querschnittsansicht des ersten Gehäuses). Die 5 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Stators und des ersten Gehäuses. Die 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des in dem ersten Gehäuse untergebrachten Stators. Wie dies in den 3 bis 5 gezeigt ist, ist jeder Vorsprung 41f mit einer Nut 41f2 versehen, die sich von einem Ende (nahe dem Wechselrichter 30) zu dem anderen Ende (nahe dem Verdichtungsmechanismus 20) in der axialen Richtung in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt des Vorsprungs 41f erstreckt. Die Nut 41f2 ist in der axialen Richtung an dem einen Ende offen, aber sie ist an dem anderen Ende geschlossen, und sie hat eine Länge von ungefähr einer halben Gesamtlänge des Vorsprungs 41f in der axialen Richtung. Somit hat die vorstehende Endfläche 41f1 des Vorsprungs 41f eine U-Form.
Das eine Ende der vorstehenden Endfläche 41f1 in der axialen Richtung, an der das eine Ende (nahe dem Wechselrichter 30) der Nut 41f2 in der axialen Richtung offen ist, liegt ohne einen Kontakt mit dem Außenumfang des Stators 3 frei. Im Gegensatz dazu ist das andere Ende (nahe dem Verdichtungsmechanismus 20) der vorstehenden Endfläche 41f1 in der axialen Richtung mit dem Außenumfang des Stators 3 in Kontakt (die U-förmige Kontaktfläche, die an den Stator 3 aufzuschrumpfen ist, ist durch eine Schraffur in der 4 angegeben). Bei Berücksichtigung einer Toleranz zum Aufschrumpfen ist das erste Gehäuse 41 so ausgebildet, dass sein Innendurchmesserkreis, der sich entlang den vorstehenden Endflächen 41f1 erstreckt, einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Außenumfangs des Stators 3, auf den das erste Gehäuse 41 aufzuschrumpfen ist. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird der Stator 3 an das Gehäuse 40 (das erste Gehäuse 41) durch Aufschrumpfen der Vorsprünge 41f an den Stator 3 an Kontaktschnittstellen zwischen den vorstehenden Endflächen 41f1 und dem Außenumfang des Stators 3 befestigt.
Das zweite Gehäuse 42 wird an das erste Gehäuse 41 durch die vielen Befestigungsabschnitte 41c befestigt, die an dem Ende des ersten Gehäuses 41 so ausgebildet sind, dass sie in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Zum Beispiel ist das zweite Gehäuse 42 mit einer an einem Ende offenen Röhrenform ausgebildet, die eine Öffnung an einem Ende hat, das jenem Ende entgegengesetzt ist, das an das erste Gehäuse 41 befestigt wird. Der Verdichtungsmechanismus 20 wird in das zweite Gehäuse 42 durch die Öffnung hindurch untergebracht, und diese Öffnung des zweiten Gehäuses 42 wird durch die Verdichtungsmechanismusabdeckung 44 geschlossen.
Das zweite Gehäuse 42 hat einen zylindrischen Abschnitt 42a und die Bodenwand 42b, die an einem Ende des zylindrischen Abschnitts 42a ausgebildet ist. Der Verdichtungsmechanismus 20 ist in einem Raum untergebracht, der durch den zylindrischen Abschnitt 42a und die Bodenwand 42b definiert ist. Die Bodenwand 42b teilt den Innenraum des ersten Gehäuses 41 von dem Innenraum des zweiten Gehäuses 42 ab. An dem radial mittleren Abschnitt der Bodenwand 42b ist ein Durchgangsloch ausgebildet, um zu ermöglichen, dass das andere Ende der Drehwelle 2a des Elektromotors 10 dort hindurch eingesetzt wird. Zusätzlich ist ein Passabschnitt zum Ermöglichen, dass ein Lager 45 daran gepasst wird, an der Bodenwand 42b ausgebildet. Das Lager 45 stützt die Drehwelle 2a an deren anderem Ende.
Auch wenn dies nicht gezeigt ist, sind außerdem ein Sauganschluss und ein Auslassanschluss für das Kühlmittel in dem Gehäuse 40 ausgebildet. Zum Beispiel strömt das aus dem Sauganschluss angesaugte Kühlmittel durch das Innere des ersten Gehäuses 41, und es wird dann in das zweite Gehäuse 42 angesaugt. Dadurch kühlt das angesaugte Kühlmittel den Elektromotor 10.
Der Verdichtungsmechanismus 20 wird durch den Elektromotor 10 angetrieben, um das Kühlmittel zu verdichten, und er ist in dem zweiten Gehäuse 42 so untergebracht, dass er nahe dem anderen Ende der Drehwelle 2a eines Rotors 2 angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Verdichtungsmechanismus 20 ein Schneckenverdichter, und er hat eine feste Schnecke 21 und eine bewegbare Schnecke 22. Das Kühlmittel wird verdichtet, wenn die bewegbare Schnecke 22 zum Orbitieren hinsichtlich der festen Schnecke 21 angetrieben wird. Nachdem es durch den Verdichtungsmechanismus 20 verdichtet wurde, wird das Kühlmittel aus dem Auslassanschluss ausgelassen.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat der Elektromotor 10 den Rotor 2, den Stator 3, Spulenkörper 4 und Spulen 5. Der Rotor 2 hat viele Magnetpole (nicht gezeigt). Der Stator 3 hat eine ringartige Form und ist radial außerhalb des Rotors 2 angeordnet. Die Spulenkörper 4, die für eine elektrische Isolierung sorgen, sind an Enden des Stators 3 angeordnet. Die Spulen 5 sind um die Spulenkörper 4 und den Stator 3 gewickelt. Zum Beispiel kann der Elektromotor 10 ein Drei-Phasen-Wechselstrommotor sein, und der Wechselrichter 30 wandelt einen von einer Fahrzeugbatterie (nicht gezeigt) zugeführten Gleichstrom zu einem Wechselstrom um, und er führt den Wechselstrom zu dem Elektromotor 10 zu.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind vier Dauermagnete mit Nordpol und vier Dauermagnete mit Südpol in dem Rotor 2 eingebettet, der somit acht Magnetpole hat, die in gleichmäßigen Intervallen angeordnet sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Stator 3 zwölf Zähne 3b und zwölf Schlitze 3c, die in gleichmäßigen Intervallen abwechselnd angeordnet sind, wie dies in der 2 gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf die 7 wird nachfolgend ein Analyseergebnis der Gestalt des Stators 3 beschrieben, der durch eine elektromagnetische Kraft verformt wird, die auf den Stator 3 bei dem Elektromotor 10 mit acht Polen (Magnetpolen) und zwölf Schlitzen gemäß diesem Ausführungsbeispiel aufgebracht wird. Es ist zu beachten, dass die 7 eine verformte Gestalt des Stators 3 in einem bestimmten Moment zeigt, und die Größe der Verformung in der 7 ist größer (übertrieben) als sie in Wirklichkeit ist, damit die Verformung noch deutlicher betrachtet werden kann.
Wie dies durch eine Zweipunkt-Strich-Linie in der 7 angegeben ist, hat der Stator 3 eine runde Außenform, wenn keine elektromagnetische Kraft auf ihn aufgebracht wird. Die 7 zeigt außerdem, dass der Stator 3 so verformt wird, dass er eine quasi rechteckige Außenform hat, wenn eine elektromagnetische Kraft auf ihn aufgebracht wird. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, wird der Stator 3 so verformt, dass er eine quasi rechteckige Außenform auch in einem anderen Moment während der Aufbringung der elektromagnetischen Kraft hat. Jedoch bewegen sich vier Eckenabschnitte C des Quasi-Rechtecks um die Drehachse O des Rotors 2 synchron mit der Phase und dergleichen des elektrischen Stroms. Der Stator 3 schwingt mit einer Schwingamplitude R, die sich gemäß Faktoren wie zum Beispiel das Material des Stators 3 und der Größe der elektromagnetischen Kraft ändert.
Als nächstes wird eine Wirkung zum Unterdrücken einer Schwingungsübertragung des elektrischen Verdichters 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel kurz beschrieben. Wenn der Wechselrichter 3 einen Wechselstrom zu dem Elektromotor 10 zuführt, wird eine elektromagnetische Kraft auf den Stator 3 aufgebracht. Dies verformt den Stator 3 derart, dass er eine quasi rechteckige Außenform hat, wie dies in der 7 gezeigt ist, und der Stator 3 wird zum Schwingen in der radialen Richtung mit der Amplitude R an jedem äußeren Umfangspunkt veranlasst. Derartige Schwingungen werden durch die Vorsprünge 41f zu dem ersten Gehäuse 41 übertragen, und dann werden sie zu Befestigungsabschnitten übertragen, durch die das erste Gehäuse 41 an einem Fahrzeug befestigt ist, nachdem sie ihre Schwingungsenergie durch Schwingen von dünnen Abschnitten der Umfangswand 41a verloren hat. Hierbei wird die durch die Schwingung des Stators 3 erzeugte Schwingungsenergie durch diesen Schwingungsübertragungsprozess ausreichend reduziert. Wenn sie dementsprechend das Fahrzeug erreicht, nachdem sie durch die Befestigungsabschnitte hindurch übertragen wurde, wird die Schwingungsenergie ausreichend reduziert.
Bei dem an drei Punkten aufgeschrumpften elektrischen Verdichter 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel überlappt sich nur einer der vier Eckenabschnitte C mit einem der drei Vorsprünge 41f in einem bestimmten Moment. In diesem Moment liegen die verbleibenden drei Eckenabschnitte C einem der Luftspalte 46 (siehe 1) gegenüber, die nur mit der Luft in Kontakt sind, und somit schwingt das erste Gehäuse 41 nicht.
Dies ermöglicht es, die Übertragungsrate zu dem Gehäuse 40 der in dem Stator 3 erzeugten Schwingungen zu unterdrücken. Infolge dessen kann der an drei Punkten aufgeschrumpfte elektrische Verdichter 1 mit acht Polen und zwölf Schlitzen die Schwingungsübertragung reduzieren, und er kann außerdem Geräusche unterdrücken, die aufgrund der Schwingung des Gehäuses 40 abgestrahlt werden.
Wenn andererseits die Anzahl der Aufschrumpfabschnitte auf drei minimiert wird, um eine Schwingungsübertragung zu reduzieren, wie dies vorstehend beschrieben ist, muss jeder Aufschrumpfabschnitt eine vergrößerte Kraft zum Halten des Stators 3 verglichen mit jenem Fall bereitstellen, wenn die Anzahl der Aufschrumpfabschnitte vier oder mehr beträgt. Jedoch könnte das Vergrößern der Toleranz zum Aufschrumpfen (die Differenz zwischen dem Durchmesser des Innenkreises, der sich entlang den vorstehenden Endflächen 41f1 erstreckt, und dem Außendurchmesser des Stators 3 an jedem Aufschrumpfabschnitt, unter der Bedingung, dass der Stator 3 nicht in dem ersten Gehäuse 41 untergebracht ist) zu Folgendem führen: Wenn eine untere Temperatur die Größe der Toleranz zum Aufschrumpfen vergrößert, wird eine zu große Spannung auf die Aufschrumpfkomponenten und insbesondere auf das Gehäuse 40 (das erste Gehäuse 41) aufgebracht, die somit eine reduzierte Haltbarkeit haben.
Um eine derartige Situation zu vermeiden, ist bei diesem Ausführungsbeispiel jeder Vorsprung 41f mit der Nut 41f2 versehen, die sich von dem einen Ende zu dem anderen Ende in der axialen Richtung entlang des in Umfangsrichtung mittleren Abschnitts des Vorsprungs 41f erstreckt. Die Bereitstellung der Nut 41f2 an jedem Vorsprung 41f gemäß der vorstehenden Beschreibung erzeugt die durch durchgezogene Pfeile in der 8 angegebenen Kräfte in dem Vorsprung 41f, nachdem der Stator 3 aufgeschrumpft wurde. Insbesondere wird eine radial nach außen gerichtete Kraft von dem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt erzeugt, in dem die Nut 41f2 so ausgebildet ist, dass die Dicke des Vorsprungs 41f verringert ist, und in Umfangsrichtung nach außen gerichtete Zugkräfte werden von den gegenüberliegenden Seiten der Nut 41f2 erzeugt. Dies bewirkt das Auftreten eines Drehmoments in einer derartigen Richtung, dass die gegenüberliegenden Umfangskanten des Vorsprungs 41f hinsichtlich der Nut 41f2 symmetrisch nach innen gebogen werden, wie dies durch gepunktete Pfeile in der 8 angegeben ist. Dieses Moment vergrößert den Kontaktdruck zwischen dem Außenumfang des Stators 3 und den gegenüberliegenden Umfangskanten der jeweiligen vorstehenden Endfläche 41f1.
Die 9 zeigt eine Oberflächendruckverteilung der jeweiligen vorstehenden Endfläche 41f1 mit der ausgebildeten Nut 41f2. In der 9 stellt ein dunklerer Bereich einen effektiven Oberflächendruckbereich dar, der einen Oberflächendruck mit einem vorbestimmten Wert oder mehr hat, der groß genug ist, um den Stator 3 wirksam zu halten. Ohne irgendeine Nut wird der effektive Oberflächendruckbereich außerhalb der Strichpunktlinie der 9 in der vorstehenden Endfläche ausgebildet. Jedoch wurde festgestellt, dass die Bereitstellung der Nut 41f2 den effektiven Oberflächendruckbereich vergrößern kann. Insbesondere wurde herausgefunden, dass eine derartige Vergrößerung des effektiven Oberflächendruckbereichs in den gegenüberliegenden Seitenkanten der vorstehenden Endfläche 41f1 an dem einen Ende bemerkbar ist, an dem die Nut 41f2 offen ist. An dem anderen Ende (nahe dem Verdichtungsmechanismus 20) der vorstehenden Endfläche 41f1 in der axialen Richtung wird ein Oberflächendruck mit einem vorbestimmten Wert oder mehr gewährleistet, da keine nach außen gerichtete Zugkraft auf die Seitenkanten der vorstehenden Endfläche 41f1 aufgebracht wird, und somit wirkt auf sie eine Kraft, um die Seitenkanten nach innen zu verformen.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ermöglicht die Bereitstellung des jeweiligen Vorsprungs 41f mit der Nut 41f2, die sich von dem einen Ende zu dem anderen Ende in der axialen Richtung entlang des in Umfangsrichtung mittleren Abschnitts des Vorsprungs 41f erstreckt, dass der Oberflächendruck an dem Aufschrumpfabschnitt zwischen der vorstehenden Endfläche 41f1 und dem Außenumfang des Stators 3 vergrößert wird, ohne dass die Toleranz zum Aufschrumpfen vergrößert wird. Dies ermöglicht es zu gewährleisten, dass die Aufschrumpfkomponenten und insbesondere das erste Gehäuse 41 eine gewünschte Kraft zum Halten des Stators 3 haben, während eine gewünschte Haltbarkeit aufrecht erhalten wird.
Der Oberflächendruck kann je nach Bedarf vergrößert werden, indem die Länge der Nut 41f2 geeignet geändert wird. Falls jedoch zum Beispiel die Nut so ausgebildet ist, dass sie sich durch den ganzen Vorsprung von einem Ende zu dem anderen Ende in der axialen Richtung erstreckt, wird die Nut den Vorsprung in zwei Abschnitte teilen, und somit wird die vorstehend beschriebene Wirkung nicht vorgesehen (die Wirkung, die ein derartiges Moment verursacht, dass die gegenüberliegenden Umfangskanten des Vorsprungs hinsichtlich der Nut symmetrisch nach innen gebogen werden). Falls andererseits die Nut mit beiden geschlossenen Enden ausgebildet ist, wird die Nut in der Lage sein, eine mehr oder weniger ähnliche Wirkung wie jene vorzusehen, die durch die Nut 41f2 vorgesehen wird, bei der nur eines der gegenüberliegenden Enden offen ist. Jedoch ist es schwierig, eine derartige Nut durch Kerngießen auszubilden, und somit ist eine zusätzliche Schneidarbeit erforderlich.
Daher wird die Ausbildung der Nut 41f2, die an dem einen Ende geöffnet aber an dem anderen Ende geschlossen ist, um dadurch den Kontaktbereich des Aufschrumpfabschnitts so zu gestalten, dass er eine U-Form wie bei diesem Ausführungsbeispiel hat, größere funktionelle Vorteile und Herstellungsvorteile bieten. Da bei diesem Ausführungsbeispiel außerdem die Anzahl der Aufschrumpfabschnitte bei dem Elektromotor 10 mit acht Polen (Magnetpolen) und zwölf Schlitzen auf drei reduziert ist, um die Schwingungsübertragung von dem Stator 3 zu dem Gehäuse 40 zu reduzieren, kann die Wirkung zum Reduzieren der Schwingungsübertragung in wünschenswerter Weise aufrecht erhalten werden. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung auf einen Elektromotor mit sechs Polen (Magnetpolen) und neun Schlitzen angewendet werden, bei dem die Anzahl der Aufschrumpfabschnitte auf vier reduziert ist.
Ungeachtet der Anzahl der Magnetpole und der Schlitze des Elektromotors ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung die Wirkung zum Vergrößern des Oberflächendrucks in den Aufschrumpfabschnitten bereitstellen kann, während eine Vergrößerung der Toleranz zum Aufschrumpfen unterdrückt wird, und dadurch wird gewährleistet, dass die Aufschrumpfkomponenten wie zum Beispiel das Gehäuse eine gewünschte Kraft zum Halten des Stators haben, während eine gewünschte Haltbarkeit aufrecht erhalten wird.
Obwohl ein Schneckenverdichter als der Verdichtungsmechanismus 20 bei dem elektrischen Verdichter 1 verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Stattdessen kann ein elektrischer Verdichter einer geeigneten Bauart wie zum Beispiel ein Taumelscheibenverdichter als der Verdichtungsmechanismus 20 verwendet werden. Vorstehend wurden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und vielfältige Änderungen und Abwandlungen können auf der Grundlage des Umfangs der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: elektrischer Verdichter
2: Rotor
3: Stator
10: Elektromotor
20: Verdichtungsmechanismus
40: Gehäuse
41: erstes Gehäuse
41c: Befestigungsabschnitt
41f: Vorsprung
41f1: vorstehende Endfläche
41f2: Nut

Claims

Elektrischer Verdichter, der durch einen Elektromotor angetrieben wird und ein Kühlmittel verdichtet, und bei dem der Elektromotor einschließlich eines Rotors und eines radial außerhalb des Rotors angeordneten Stators in einem zylindrischen Gehäuse untergebracht ist, wobei der elektrische Verdichter Folgendes aufweist: viele Vorsprünge, die von einem Innenumfang des Gehäuses radial nach innen vorstehend so ausgebildet sind, dass sie in einer Umfangsrichtung des Innenumfangs voneinander beabstandet sind, wobei die Vorsprünge jeweils mit einer Nut versehen sind, die sich in einer axialen Richtung in einem in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt des Vorsprungs erstreckt, und die vorstehenden Endflächen des Vorsprungs an einem Außenumfang des Stators durch Aufschrumpfen an dazwischenliegenden Kontaktschnittstellen befestigt sind.
Elektrischer Verdichter gemäß Anspruch 1, wobei die Nuten in der axialen Richtung in dem entsprechenden Vorsprung an einem Ende jeweils offen, an dem anderen Ende aber geschlossen sind, und die Kontaktschnittstellen jeweils mit einer U-Form ausgebildet sind.
Elektrischer Verdichter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Elektromotor einen Rotor mit acht Magnetpolen und einen Stator mit zwölf Schlitzen aufweist, die zu dem Rotor hin offen sind, und die Anzahl der Vorsprünge des Gehäuses drei beträgt, die so ausgebildet sind, dass sie in der Umfangsrichtung räumlich voneinander beabstandet vorstehen.
Elektrischer Verdichter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Elektromotor einen Rotor mit sechs Magnetpolen und einen Stator mit neun Schlitzen aufweist, die zu dem Rotor hin offen sind, und die Anzahl der Vorsprünge des Gehäuses vier beträgt, die so ausgebildet sind, dass sie in der Umfangsrichtung räumlich voneinander beabstandet vorstehen.