TWI512198B - 壓縮機及其馬達裝置 - Google Patents

Description

壓縮機及其馬達裝置

本提案係關於一種壓縮機及其馬達裝置，特別是一種用於渦卷式壓縮機之壓縮機及其馬達裝置。

壓縮機是機械式冷凍系統的主要元件之一，亦是機械式冷凍系統動力的來源。依照運動方式的不同，壓縮機可區分成往復式壓縮機、迴轉式壓縮機及渦卷式壓縮機。其中渦卷式壓縮機因作動原理較簡單、穩定性較高且噪音較小而常用於分離式冷氣機。而一般小型渦卷式壓縮機係直接將馬達定子以緊配的方式組裝於殼體上，換言之，馬達定子之外徑尺寸與壓縮機外殼之內徑尺寸相同且緊密配合。但有些中大型渦卷式壓縮機，在設計上因馬達定子之外徑尺寸無法與壓縮機外殼之內徑尺寸相同時，則必須另外設計定位基準用的一組裝件，以將渦卷式壓縮機之主軸承、馬達定子、馬達轉子及下軸承之軸向與徑向定位於同一基準上。

然而為了方便組裝，坊間之組裝件通常由多個加工元件組合而成，但是組裝的元件越多，組合上的誤差就會越大，當組裝誤差過大時，馬達定子與轉子間之間隙就無法保持一致。如此一來，壓縮機則會產生振動、噪音及效率變低的問題。

本提案是關於一種壓縮機及其馬達裝置，藉以解決先前技術所存在轉子與定子間之間隙無法保持一致的問題。

一實施例所揭露之壓縮機，其包含一殼體、一馬達裝置及一渦卷構件。其中，馬達裝置設置於殼體內，且包含一本體、一組合體、一定子及一轉子。其中，本體包含一組裝槽及環設組裝槽內側的複數個第一結合件，組裝槽具有一容置空間及對應容置空間的一開口，組裝槽於相對開口的一端具有一第一軸承孔，而每一第一結合件至第一軸承孔之軸線等距。組合體組裝於本體，並封閉開口，組合體具有一第二軸承孔，第二軸承孔位於第一軸承孔之軸線上。定子內部包含一通道，且定子之外壁面具有複數個第二結合件，這些第二結合件分別結合於這些第一結合件，令定子組裝於本體且通道與第一軸承孔共軸。轉子位於通道內，且一端組裝於第一軸承孔，另一端組裝於第二軸承孔，而通道與第二軸承孔共軸。渦卷構件，設置於殼體內，組裝於轉子靠近第一軸承孔之一端。

一實施例所揭露之馬達裝置，其包含一本體、一組合體、一定子及一轉子。其中，本體包含一組裝槽及環設組裝槽內側的複數個第一結合件，組裝槽具有一容置空間及對應容置空間的一開口，組裝槽於相對開口的一端具有一第一軸承孔，而每一第一結合件至第一軸承孔之軸線等距。組合體組裝於本體，並封閉開口，組合體具有一第二軸承孔，第二軸承孔位於第一軸承孔之軸線上。定子內部包含一通道，且定子之外壁面具有複數個第二結合件，這些第二結合件分別結合於這些第一結合件，令定子組裝於本體且通道與第一軸承孔共軸。換言之，轉子位於通道內，且一端組裝於第一軸承孔，另一端組裝於第二軸承孔。

本提案之壓縮機及其馬達裝置，係利用第一結合件的軸向卡合面與第二結合件的軸向定位面相干涉與第一結合件的徑向卡合面與第二結合件的徑向定位面相干涉，使定子可被固定於本體內，並且定子之通道與第一軸承孔共軸。

再者，另外藉由本體之第一卡合部與組合體之第二卡合部的卡合，使組合體與本體這兩個加工物件的基準相互對準，換言之，組合體之第二軸承孔與本體之第一軸承孔共軸。又因為上述之定子之通道與第一軸承孔共軸，因此，馬達裝置組裝後，轉子與定子的間隙可保持一致，不會產生偏離或歪斜的狀況。

以上之關於本提案內容之說明及以下之實施方式之說明是用以示範與解釋本提案之原理，並且提供本提案之專利申請範圍更進一步之解釋。

請參閱「第1圖」至「第3B圖」所示，「第1圖」為第一實施例所揭露之壓縮機的立體示意圖，「第2圖」為「第1圖」的分解示意圖，「第3A圖」為「第1圖」的剖面示意圖，「第3B圖」為第二實施例所揭露之壓縮機的剖面示意圖。上述壓縮機10為渦卷式壓縮機。

本實施例之壓縮機10包含一殼體20、一馬達裝置30及一渦卷構件40。馬達裝置30設置於殼體20內，並包含一本體100、一組合體200、一定子300及一轉子400。

本體100包含一組裝槽110及環設組裝槽110內壁面的複數個第一結合件120，在本實施例中，這些第一結合件120間隔排列並設置於組裝槽110之內壁面，換言之，這些第一結合件120斷續排列於組裝槽110之內壁面。定子300具有一通道310且包含複數個第二結合件320，這些第二結合件位於定子300之外壁面。而各第二結合件320之間距與各第一結合件120之間距相對應。

組裝槽110用以讓定子300及轉子400組裝於內，詳細來說，組裝槽110內具有一容置空間111及對應容置空間111的一開口112，於組裝槽110相對開口112之一端具有一第一軸承孔113，而定子300及轉子400從開口112進入容置空間111並使定子300之第二結合件320用緊配的關係嵌合於第一結合件120，讓定子300不會再相對本體100移動。另外，轉子400組裝於第一軸承孔113，並可相對定子300轉動。

在本實施例中，為了讓馬達裝置30擁有較高的組裝精確度，本體100於加工程序時，係以第一軸承孔113之軸線114為基準，再分別定位出本體100之外壁面、內壁面的相對位置，換言之，第一軸承孔113與各第一結合件120因以同一基準加工，故各第一結合件120至第一軸承孔113之軸線114的距離相同，進而讓定子300組裝於本體100時，通道310之軸線與第一軸承孔113之軸線114相互重合。

在本實施例及其他實施例中，組裝槽110包含一固定座115及一環形側壁116。固定座115連接環形側壁116一端之周緣以形成容置空間111及開口112，第一軸承孔113位於固定座115，且這些第一結合件120分別環繞設置於環形側壁116之內壁面。

在本實施例及其他實施例中，各第一結合件120與各第二結合件320為形狀相互匹配的凹凸結構，使定子300組裝於組裝槽110時第一結合件120與第二結合件320相嵌合。其結構可以如「第3A圖」所示，第一實施例之第二結合件320為凸向本體100的凸塊，而第一結合件120為形狀相對應的溝槽，其中凸塊與溝槽之長軸設置的方向係由開口112處至組裝槽110之中段或末端，讓定子300可以自開口112順著溝槽組裝於本體100。也可以如「第3B圖」所示，改為第一結合件120為凸向定子300的凸塊，而第二結合件320為形狀相對應的溝槽。

其中，不管為第一結合件120與第二結合件320之結構為「第3A圖」或「第3B圖」，每一個第一結合件120具有一軸向卡合面121及一徑向卡合面122，每一個第二結合件320具有一軸向定位面321及一徑向定位面322。以第一結合件120是溝槽及第二結合件320是凸塊為例，軸向卡合面121之法線朝向開口112，徑向卡合面122法線朝向容置空間111，軸向定位面321之法線朝向固定座115，徑向定位面322之法線朝向環形側壁116，故當本體100與定子300以緊配的關係相組合時，軸向卡合面121與軸向定位面321相干涉，以及徑向卡合面122與徑向定位面322相干涉。換言之，軸向卡合面121與軸向定位面321用以限制本體100與定子300間之軸向的運動自由，而徑向卡合面122與徑向定位面322用以限制本體100與定子300間之徑向的運動自由。

其中上述之緊配即為機械製造中的過盈配合，過盈配合又稱干涉配合或緊配合，意指孔的尺寸小於軸的尺寸，有干涉現象，裝配時須以敲擊、加壓或加熱等強迫套裝方式來完成，裝配後孔與軸彼此結合成一體。同理，定子300以緊配之關係嵌合於組裝槽110時，定子300與本體100即結合成一體。

組合體200組裝於本體100，當組合體200組裝於本體100時封閉開口112，組合體200具有一第二軸承孔210。其中在其他實施例中，環形側壁116於開口112處具有一第一卡合部117，組合體200具有一第二卡合部220，第一卡合部117與第二卡合部220為相互匹配的凹凸結構，使第一卡合部117組裝於第二卡合部220時能夠固定第二軸承孔210與第一軸承孔113之間的位置關係。此時，若在加工時設定第一軸承孔113及第一卡合部117間之徑向距離等於第二軸承孔210及第二卡合部220間之徑向距離，則第二軸承孔210之軸線與第一軸承孔113之軸線114重合。再者，本體100之第一軸承孔113與組合體200之第二軸承孔210分別套住轉子400之相對兩端，使轉子400之軸線與第一軸承孔113之軸線114重合，並且可相對本體100與組合體200轉動。

另外，由於定子300之通道310的位置藉由第一結合件120與第二結合件320的結合而固定與第一軸承孔113之軸線114間的位置關係，而轉子400藉由第一卡合部117與第二卡合部220的定位而固定與第一軸承孔113之軸線114間的位置關係。因此，轉子400與定子300之間的間隙可保持一致，而不會讓轉子400產生偏心或歪斜的狀況。

再者，壓縮機10通電後，定子300於空間中保持不動，而轉子400會相對定子300轉動以成為馬達裝置30之動力。其中，轉子400包含一旋轉軸410，旋轉軸410具有一偏心軸420，偏心軸420之直徑小於旋轉軸410，且偏心軸420之軸心與旋轉軸410之軸心間具有一偏心距，換言之，偏心軸420之軸心未與旋轉軸410之軸心重疊，且旋轉軸410轉動時，偏心軸420之運動軌跡為一弧形。

在本實施例與其他實施例中，為了讓旋轉軸410可以更穩固地轉動，馬達裝置30另包含一第一軸承510及一第二軸承520。第一軸承510設置於固定座115之第一軸承孔113處並夾設於轉子400與本體100之間。而第二軸承520設置於組合體200之第二軸承孔210處並夾設於轉子400與組合體200之間。第一軸承510及第二軸承520具有潤滑性，而可讓轉子400轉動的更順暢。

渦卷構件40，設置於殼體20內，並組裝於轉子400靠近第一軸承孔113之一端。渦卷構件40包含相互囓合的一固定渦卷41及一繞動渦卷42，固定渦卷41設置於本體100，其方式可以但不限於用多個螺絲將固定渦卷41鎖合於本體100上，故固定渦卷41並不會活動。而繞動渦卷42結合於轉子400之偏心軸420上，換言之，繞動渦卷42會隨著轉子400轉動。藉由轉子400的帶動繞動渦卷42反覆來回擺動以重覆進行進氣及壓縮氣體的程序。另外，馬達裝置30另包含一第三軸承530，第三軸承530套設於偏心軸420上並介於偏心軸420與繞動渦卷42之間，以降低轉子400與繞動渦卷42間作動的摩擦阻力。

在本實施例或其他實施例中，殼體20包含一底座21及一套筒件22，套筒件22結合於底座21，且套筒件22之內側緣與底座21之外側緣相接觸，換言之，套筒件22之內徑等於底座21之外徑，使殼體20之分成兩段，一段為套筒件22之內壁面，另一段為底座21之內壁面，而套筒件22之內壁面的間距大於底座21之內壁面的間距，使殼體20之內壁面呈階梯狀。殼體20之內壁面於階梯斷面處具有一承載面23，換言之，於底座21之頂部具有一承載面23，而組合體200具有一底面230，當組合體200組裝於殼體20內時，底面230抵靠於承載面23。

接著，馬達裝置30係用緊配的方式塞進殼體20，而本體100之外壁面處具有一徑向凸緣118，徑向凸緣118之外徑與套筒件22之內徑相等，本體100組裝於殼體20令徑向凸緣118與套筒件22相接觸。換言之，藉由徑向凸緣118與套筒件22相干涉而限制了馬達裝置30於殼體20內之徑向的活動自由。並且如「第3A圖」所示，徑向凸緣118未完全佈滿整個本體100之外壁面。徑向凸緣118與套筒件22的接觸面積只要能達到馬達裝置30與殼體20能相互固定之大小即可。因此，本體100與殼體20間的接觸面積小、摩擦阻力小，是以要將馬達裝置30裝進殼體20內時能更省力。

接著，說明壓縮機10的組裝流程，請參閱「第4圖」至「第9圖」，「第4圖」至「第9圖」為「第1圖」之組裝流程圖。首先，如「第4圖」所示，將定子300以緊配的方式組裝於本體100上，使第一結合件120與第二結合件320相結合，並且讓定子300之通道310與第一軸承孔113之軸線114重合。

接著，如「第5圖」所示，將轉子400組裝進第一軸承510內，使轉子400的一端組裝於本體100上，而轉子400之中段置於通道310內。接著，如「第6圖」所示，將組合體200與本體100相組合，讓第一卡合部117與第二卡合部220相卡合，以及讓轉子400之另一端組裝於組合於第二軸承孔210內，並藉由第一卡合部117與第二卡合部220的定位，使第二軸承孔210之軸線與第一軸承孔113之軸線114重合，進而固定轉子400與定子300間之相對位置，讓轉子400轉動時，可保持與定子300的間隙。

接著，如「第7圖」所示，將渦卷構件40組裝於馬達裝置30上。接著，如「第8圖」與「第9圖」所示，沿箭頭a所指示的方向，將組合渦卷構件40後之馬達裝置30以緊配的方式裝入殼體20，令組合體200之底面230抵靠於底座21之承載面23，以限制馬達裝置30於殼體20內之軸向的運動自由，並且本體100外側之徑向凸緣118與套筒件22相干涉以限制了馬達裝置30於殼體20內之徑向的運動自由，以防止馬達裝置30於殼體20內晃動。

本提案之壓縮機及其馬達裝置，係利用第一結合件的軸向卡合面與第二結合件的軸向定位面相干涉與第一結合件的徑向卡合面與第二結合件的徑向定位面相干涉，使定子可被固定於本體內，並且定子之通道與第一軸承孔共軸。

再者，另外藉由本體之第一卡合部與組合體之第二卡合部的卡合，使組合體與本體這兩個加工物件的基準相互對準，換言之，組合體之第二軸承孔的軸線與本體之第一軸承孔的軸線相重合。又因為上述之定子之通道的軸線對準第一軸承孔之軸線，因此，馬達裝置組裝後，轉子與定子的間隙可保持一致，不會產生偏離或歪斜的狀況。

另外，馬達裝置僅透過本體外側的徑向凸緣與殼體相卡合，而因為徑向凸緣的面積小於本體全部的外壁面的面積，因此，馬達裝置與殼體間的摩擦力較小，而較容易將馬達裝置組裝於殼體內。

雖然本提案以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本提案，任何熟習項技藝者，在不脫離本提案之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本提案之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．壓縮機

20．．．殼體

21．．．底座

22．．．套筒件

23．．．承載面

30．．．馬達裝置

40．．．渦卷構件

41．．．固定渦卷

42．．．繞動渦卷

100．．．本體

110．．．組裝槽

111．．．容置空間

112．．．開口

113．．．第一軸承孔

114．．．軸線

115．．．固定座

116．．．環形側壁

117．．．第一卡合部

118．．．徑向凸緣

120．．．第一結合件

121．．．軸向卡合面

122．．．徑向卡合面

200．．．組合體

210．．．第二軸承孔

220．．．第二卡合部

230．．．底面

300．．．定子

310．．．通道

320．．．第二結合件

321．．．軸向定位面

322．．．徑向定位面

400．．．轉子

410．．．旋轉軸

420．．．偏心軸

510．．．第一軸承

520．．．第二軸承

530．．．第三軸承

「第1圖」為第一實施例所揭露之壓縮機的立體示意圖。

「第2圖」為「第1圖」的分解示意圖。

「第3A圖」為「第1圖」的剖面示意圖。

「第3B圖」為第二實施例所揭露之壓縮機的剖面示意圖。

「第4圖」至「第9圖」為「第1圖」之組裝流程圖。

10．．．壓縮機

20．．．殼體

21．．．底座

22．．．套筒件

23．．．承載面

30．．．馬達裝置

40．．．渦卷構件

41．．．固定渦卷

42．．．繞動渦卷

100．．．本體

110．．．組裝槽

114．．．軸線

117．．．第一卡合部

118．．．徑向凸緣

120．．．第一結合件

121．．．軸向卡合面

122．．．徑向卡合面

200．．．組合體

210．．．第二軸承孔

220．．．第二卡合部

230．．．底面

300．．．定子

310．．．通道

320．．．第二結合件

321．．．軸向定位面

322．．．徑向定位面

400．．．轉子

510．．．第一軸承

520．．．第二軸承

530．．．第三軸承

Claims (15)

1. 一種壓縮機，包含：一殼體；一馬達裝置，設置於該殼體內，包含：一本體，包含一組裝槽及環設該組裝槽內側的複數個第一結合件，該組裝槽具有一容置空間及對應該容置空間的一開口，該組裝槽於相對該開口的一端具有一第一軸承孔，而每一該第一結合件至該第一軸承孔之軸線等距；一組合體，組裝於該本體，並封閉該開口，該組合體具有一第二軸承孔，該第二軸承孔位於該第一軸承孔之軸線上；一定子，該定子內部包含一通道，且該定子之外壁面具有複數個第二結合件，該些第二結合件分別結合於該些第一結合件，令該定子組裝於該本體且該通道與該第二軸承孔共軸；以及一轉子，位於該通道內，且一端組裝於該第一軸承孔，另一端組裝於該第二軸承孔，而該通道與該轉子共軸；以及一渦卷構件，設置於該殼體內，組裝於該轉子靠近該第一軸承孔之一端。
2. 如請求項1所述之壓縮機，其中該組裝槽包含一固定座及一環形側壁，該固定座連接該環形側壁一端之周緣以形成該容置空間及該開口，該第一軸承孔位於該固定座，且該些第一結合件分別環繞設置於該環形側壁之內壁面。
3. 如請求項2所述之壓縮機，其中每一該第一結合件為一溝槽，每一該溝槽具有一軸向卡合面與一徑向卡合面，每一該第二結合件為一凸塊，該凸塊具有一軸向定位面與一徑向定位面，每一該第一結合件組裝於每一該第二結合件，使該軸向卡合面與該軸向定位面相干涉，以及該徑向卡合面與該徑向定位面相干涉。
4. 如請求項2所述之壓縮機，其中每一該第一結合件為一凸塊，該凸塊具有一軸向卡合面與一徑向卡合面，每一該第二結合件為一溝槽，該溝槽具有一軸向定位面與一徑向定位面，每一該第一結合件組裝於每一該第二結合件，使該軸向卡合面與該軸向定位面相干涉，以及該徑向卡合面與該徑向定位面相干涉。
5. 如請求項2所述之壓縮機，其中該環形側壁於該開口處具有一第一卡合部，該組合體具有一第二卡合部，該第一卡合部組裝於該第二卡合部，令該第二軸承孔與該第一軸承孔共軸。
6. 如請求項5所述之壓縮機，其中該第一卡合部具有朝向該組合體的一凸塊，該第二卡合部具有朝向該本體的一凹槽，而該凸塊與該凹槽相結合以令該第二軸承孔與該第一軸承孔共軸。
7. 如請求項2所述之壓縮機，其中該固定座於該第一軸承孔處具有一第一軸承，該組合體於該第二軸承孔處具有一第二軸承，該第一軸承與該第二軸承分別固定該轉子。
8. 如請求項1所述之壓縮機，其中該殼體包含一底座及一套筒件，該套筒件結合於該底座，且該套筒件之內側緣與該底座之外側緣相接觸，該底座之頂部具有一承載面，該組合體具有一底面，該底面承靠於該承載面。
9. 如請求項8所述之壓縮機，其中該本體之外壁面處具有一徑向凸緣，該徑向凸緣之外徑與該套筒件之內徑相等，該本體組裝於該殼體令該徑向凸緣與該套筒件相接觸。
10. 一種馬達裝置，包含：一本體，包含一組裝槽及環設該組裝槽內側的複數個第一結合件，該組裝槽具有一容置空間及對應該容置空間的一開口，該組裝槽於相對該開口的一端具有一第一軸承孔，而每一該第一結合件至該第一軸承孔之軸線等距；一組合體，組裝於該本體，並封閉該開口，該組合體具有一第二軸承孔，該第二軸承孔與該第一軸承孔共軸；一定子，該定子內部包含一通道，且該定子之外壁面具有複數個第二結合件，該些第二結合件分別結合於該些第一結合件，令該定子組裝於該本體且該通道與該第一軸承孔共軸；以及一轉子，位於該通道內，且一端組裝於該第一軸承孔，另一端組裝於該第二軸承孔。
11. 如請求項10所述之馬達裝置，其中該組裝槽包含一固定座及一環形側壁，該固定座連接該環形側壁之一端之周緣以形成該容置空間及該開口，該第一軸承孔位於該固定座，且該些第一結合件分別環繞設置於該環形側壁之內壁面。
12. 如請求項10所述之馬達裝置，其中每一該第一結合件為一溝槽，該溝槽具有一軸向卡合面與一徑向卡合面，每一該第二結合件為一凸塊，該凸塊具有一軸向定位面與一徑向定位面，每一該第一結合件組裝於每一該第二結合件，使該軸向卡合面與該軸向定位面相干涉，以及該徑向卡合面與該徑向定位面相干涉。
13. 如請求項10所述之馬達裝置，其中每一該第一結合件為一凸塊，該凸塊具有一軸向卡合面與一徑向卡合面，每一該第二結合件為一溝槽，該溝槽具有一軸向定位面與一徑向定位面，每一該第一結合件組裝於每一該第二結合件，使該軸向卡合面與該軸向定位面相干涉，以及該徑向卡合面與該徑向定位面相干涉。
14. 如請求項11所述之馬達裝置，其中該環形側壁於外壁面處包含一徑向凸緣，該徑向凸緣自該環形側壁之外壁面向外凸起。
15. 如請求項11所述之馬達裝置，其中該固定座於該第一軸承孔處具有一第一軸承，該組合體於該第二軸承孔內具有一第二軸承，該第一軸承與該第二軸承分別固定該轉子。