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马达驱动压缩机及其制造方法
申请号	CN201310020247.5	申请日	2013-01-18	公开(公告)号	CN103216448A	公开(公告)日	2013-07-24
申请人	株式会社丰田自动织机;			发明人	山田哲也; 伊藤达也; 水藤健;
摘要	本发明涉及马达驱动压缩机及其制造方法。在本发明的一个方面中，提供一种马达驱动压缩机，其包括具有定子芯的电动马达、由电动马达驱动的压缩机构、容置电动马达的马达壳体、以及在马达壳体中与定子芯接合的集线块。电动马达的定子芯和马达壳体通过收缩配合来装配。集线块容置有用于在连接至马达驱动电路的导体与从电动马达引出的引线之间形成电连接的连接端子。集线块具有用于接纳连接端子的端子孔并且具有与端子孔分离地设置的开口。
权利要求	1.一种马达驱动压缩机（10），包括：电动马达（19），所述电动马达（19）具有定子芯（26）；压缩机构（18），所述压缩机构（18）由所述电动马达（19）驱动；马达壳体（12），所述马达壳体（12）容置所述电动马达（19），其中，所述电动马达（19）的所述定子芯（26）与所述马达壳体（12）通过收缩配合来装配；以及集线块（61），所述集线块（61）在所述马达壳体（12）中与所述定子芯（26）接合，所述集线块（61）容置有用于在连接至马达驱动电路（52）的导体（54）与从所述电动马达（19）引出的引线（30）之间形成电连接的连接端子（31），其特征在于，所述集线块（61）具有用于接纳所述连接端子（31）的端子孔（65）并且具有与所述端子孔（65）分离地设置的开口（66、67）。 2.根据权利要求1所述的马达驱动压缩机（10），其中，所述集线块（61）的所述开口（66、67）面向与所述定子芯（26）的中心轴线（L1）平行的方向。 3.根据权利要求1所述的马达驱动压缩机（10），其中，所述集线块（61）具有多个开口（66、67）。 4.根据权利要求1所述的马达驱动压缩机（10），其中，所述端子孔（65）呈矩形横截面、具有相对的长边（65A），所述端子孔（65）定向成使得所述长边（65A）相对于所述集线块（61）的表面（611）倾斜，所述开口（66、67）形成在所述端子孔（65）的所述长边（65A）与所述集线块（61）的同所述长边（65A）相对的拐角（61F）之间的位置处。 5.根据权利要求1所述的马达驱动压缩机（10），其中，所述压缩机构（18）、所述电动马达（19）和所述马达驱动电路（52）以这种顺序沿旋转轴（23）的轴向方向布置。 6.一种用于制造如权利要求1至5中任一项所述的马达驱动压缩机（10）的方法，包括下列步骤：加热所述马达壳体（12）使得所述马达壳体（12）的整体径向地膨胀；向所述定子芯（26）设置装配夹具（80），使得所述装配夹具（80）的一部分配合至所述集线块（61）的所述开口（66、67）中；将带有所述集线块（61）的所述定子芯（26）插入至膨胀的所述马达壳体（12）中；以及冷却所述马达壳体（12）使得所述马达壳体（12）径向向内地收缩并且所述马达壳体（12）的内周表面压靠在所述定子芯（26）的外周表面（261）上。
说明书全文	马达驱动压缩机及其制造方法技术领域 [0001] 本发明涉及马达驱动压缩机及其制造方法。背景技术 [0002] 在常规的马达驱动压缩机中，用于压缩和排放制冷气体的压缩机构以及用于驱动压缩机构的电动马达设置在压缩机的壳体中。电动马达设置在形成为壳体的一部分的马达壳体中。通过设置在马达壳体中的集线块中的连接端子，使连接至马达驱动电路的导体与从电动马达引出的引线电连接。日本未审专利申请公开No.2006-42409公开了一种使这种集线块安装至电动马达的定子芯的马达驱动压缩机。 [0003] 在公开No.2006-42409中所公开的压缩机中，具有燕尾形横截面的突出部形成在集线块中，并且具有燕尾形横截面的凹槽形成在定子芯（该定子芯安装至马达壳体的内周表面）的外周表面中并且沿着定子芯的轴向方向延伸。集线块的突出部滑动地插入到定子芯的凹槽中以使得集线块安装至定子芯。集线块连接至延伸穿过马达壳体的导体。 [0004] 具有集线块的定子芯与马达壳体通过收缩配合装配在一起。在通过收缩配合工艺的装配中，首先，通过加热使马达壳体径向地膨胀以使得壳体的内径变得大于定子芯的外径，并且将带有集线块的定子芯插入到此种加热后的且膨胀的马达壳体中的合适位置。随着马达壳体的冷却，马达壳体径向向内收缩并且马达壳体的内周表面压靠在定子芯的外周表面上，使得定子芯紧密地配合在马达壳体中。 [0005] 在公开No.2006-42409中所公开的结构中，集线块与定子芯之间的接合结构允许对集线块的位置或方向进行轻微的调整，这使得易于在集线块和导体之间进行连接。然而，当定子芯插入到加热的马达壳体中时，集线块可相对于定子芯移动且倾斜并进而使其与加热后的马达壳体接触。这会导致集线块的热变形，这种热变形妨碍了集线块与导体之间的适当连接。 [0006] 本发明旨在提供马达驱动压缩机及其制造方法，该马达驱动压缩机及其制造方法防止了在定子芯和马达壳体通过收缩配合装配时与定子芯接合的集线块移动并倾斜成与马达壳体相接触。发明内容 [0007] 根据本发明的一方面，马达驱动压缩机包括具有定子芯的电动马达、由电动马达驱动的压缩机构、容置电动马达的马达壳体、以及在马达壳体中与定子芯接合的集线块。电动马达的定子芯和马达壳体通过收缩配合来装配。集线块容置有用于在连接至马达驱动电路的导体与从电动马达引出的引线之间形成电连接的连接端子。集线块具有用于接纳连接端子的端子孔并且具有与端子孔分离地设置的开口。 [0008] 本发明的其它方面及优点将从以下结合附图的、以示例方式示出本发明原理的描述中变得明显。附图说明 [0009] 图1A为根据本发明的实施方式的马达驱动压缩机的纵截面图； [0010] 图1B为图1的压缩机的局部放大图，图中特别示出了集线块与压缩机的电动马达的定子芯接合的方式； [0011] 图2为集线块及其相关部件的放大横截面图； [0012] 图3A为连接端子的示意图，其中金属端子和导线连接至该连接端子； [0013] 图3B为沿着图3A的线IIIB-IIIB剖切的横截面图； [0014] 图4为装配夹具的示意性侧视图，其中装配夹具用于通过收缩配合来装配定子芯和马达壳体； [0015] 图5为示出了设置到定子芯和集线块的装配夹具的示意性侧视图；以及[0016] 图6为示出了带有集线块的定子芯插入到加热后并膨胀的马达壳体中的状态的示意性截面图。具体实施方式 [0017] 下面将参照附图对根据本发明的马达驱动压缩机的实施方式进行描述。参照图1A，总体上用附图标记10表示的马达驱动压缩机具有在本实施方式中由诸如铝之类的金属制成的壳体11。壳体11由筒形马达壳体12和筒形排放壳体13形成，其中，筒形马达壳体12具有位于图1B的左侧的一端处的开口121H，并且筒形排放壳体13连接至马达壳体 12以封闭开口121H。在马达壳体12与排放壳体13之间形成排放腔15。出口端口16穿过排放壳体13的端壁形成，排放腔15通过出口端口16连接至外部制冷回路（未示出），外部制冷回路又连接至穿过马达壳体12的周壁形成的进口端口（也未示出）。马达壳体12在其中容置有用于压缩制冷气体的压缩机构18和用于驱动压缩机构18的电动马达19。 [0018] 马达壳体12具有位于图1A中的右侧的另一端处的端壁12A。在压缩机构18的与排放壳体13相反的并与马达壳体12的端壁12A邻近的一侧上，电动马达19设置在马达壳体12中。电动马达19具有定子25和线圈29，其中，定子25具有安装在马达壳体12的内周表面上的环形定子芯26，并且线圈29缠绕在定子芯26的齿部（未示出）上。定子芯26由多个叠置的电磁钢板26A形成。 [0019] 如在图1B中所详细地示出的，定子芯26具有形成在其外周表面261中的接合孔27。接合孔27包括：凹部27A，该凹部27A通过部分地切除定子芯26的一些板26A的外周表面而形成；以及孔27B，该孔27B从凹部27A连续地延伸穿过定子芯26的一些板26A。 [0020] 再参照图1A，旋转轴23通过一对径向轴承23A、23B可旋转地支承在马达壳体12中。电动马达19的转子24固定地安装在旋转轴23上以便与旋转轴23一起旋转。转子24包括固定在旋转轴23上的筒形转子芯24A以及设置成以均匀的角度间隔间隔开并且嵌入到转子芯24A中的多个永磁体24B。转子芯24A由多个叠置的电磁钢板24C形成。在电动马达19中，用于U相、V相和W相（在图1A中仅示出一个）的引线30从线圈29的面向压缩机构18的线圈端部引出。 [0021] 压缩机构18具有安装在马达壳体12中的固定涡盘20以及设置成面向固定涡盘20并与固定涡盘20接合的可动涡盘21，以在固定涡盘20与可动涡盘21之间形成容积可变的压缩腔22。 [0022] 在本实施方式中由诸如铝之类的金属制成的金属逆变器盖51安装至马达壳体12的端壁12A，以在金属逆变器盖51与端壁12A之间形成空间51A，马达驱动电路52在该空间51A中安装至端壁12A。在本实施方式中，压缩机构18、电动马达19和马达驱动电路52以此顺序在旋转轴23的轴向方向上布置。 [0023] 包括三个金属端子54或导体及与其相关联的三个玻璃绝缘体55（每个均只有一个在图1A中示出）的密封端子53设置在穿过马达壳体12的端壁12A形成的安装孔12B中。每个金属端子54均延伸穿过马达壳体12以便在电动马达19与马达驱动电路52之间形成电连接。金属端子54与端壁12A绝缘并且由绝缘体55支承。金属端子54的一端通过电缆57电连接至马达驱动电路52，而金属端子54的另一端延伸到马达壳体12中。 [0024] 如图2所示，马达壳体12的一部分径向向外突出以形成径向膨胀部12F，该径向膨胀部12F沿旋转轴23的轴向方向从开口121H至马达壳体12的端壁12A延伸。膨胀部12F包括：沿定子芯26的径向方向延伸的一对第一壁121F、122F；以及连接第一壁121F、122F的端部的第二壁123F。第一壁121F、122F和第二壁123F的内表面与定子芯26的外周表面261共同限定了空间S，在该空间S中，集线块61设置成与第一壁121F、122F和第二壁123F的内表面间隔开间隙C1。 [0025] 集线块61大致呈盒形，集线块61具有面向定子芯26的外周表面261并且沿着定子芯26的外周表面261弯曲的弧形底面61A。在集线块61的底面61A的弧的中间位置处，集线块61具有与其一体地形成的基部62A。如在图1B中详细地示出的，集线块61还具有与基部62A的下表面621A一体地形成并能够与定子芯26的接合孔27接合的接合突出部62。接合突出部62包括从基部62A的下表面621A突出的方形止挡部63以及从止挡部63连续地延伸的弯曲部64。 [0026] 在分别将弯曲部64定位在孔27B中并且将止挡部63定位在凹部27A中的情况下，接合突出部62与接合孔27接合以使得集线块61与定子芯26接合、同时限制了集线块61在定子芯26的轴向方向上相对于定子芯26沿着定子芯26的中心轴线L1移动。 [0027] 如图2所示，在接合突出部62与接合孔27之间沿着定子芯26的周向存在有间隙C，这是由于接合突出部62的沿着定子芯26的周向所测量的宽度H1小于接合孔27的以相同方式所测量的宽度H2。因此，集线块61能够相对于定子芯26在间隙C内周向地移动，这使得能够在将密封端子53的金属端子54连接至集线块61的过程中对集线块61的位置或方向进行调整、并因此易于对压缩机10进行装配。 [0028] 要被连接至密封端子53的金属端子54的三个连接端子31容置在集线块61中。如图3A和图3B所示，每个连接端子31在其一端处均具有保持部32，其横截面呈大致矩形，具有相对的长边32A，金属端子54保持在长边32A之间以便在金属端子54与连接端子31之间形成电连接。连接端子31在其另一端处具有夹持部33，引线30的端部通过该夹持部 33夹持以便在引线30与连接端子31之间形成电连接。保持部32和夹持部33通过连接端子31的连接部34连接。 [0029] 如图2所示，集线块61具有用于接纳相应的连接端子31的三个端子孔65。每个端子孔65具有矩形横截面，该矩形横截面具有沿着连接端子31的保持部32的长边32A延伸的一对长边65A以及连接至长边65A的一对短边65B。每个端子孔65均定向成使得长边65A相对于集线块61的面向马达壳体12的膨胀部12F的第二壁123F的上表面611倾斜成预定的角度θ。 [0030] 集线块61具有形成在大致呈三角形的区域中的凹部66或开口，其中该三角形区域限定在图2中的左侧上的端子孔65的长边65A与邻近于底面61A并与长边65A相对的拐角61F之间。集线块61还具有形成在大致呈三角形的区域中的凹部67或开口，其中该三角形区域限定在图2中的右侧上的端子孔65的长边65A与同上表面611邻近并同长边65A相对的拐角61F之间。换句话说，凹部66形成在图2中的左侧上的端子孔65的长边 65A与集线块61的与该长边65A相对且邻近的拐角61F之间的位置处，并且凹部67形成在图2中的右侧上的端子孔65的长边65A与集线块61的与该长边65A相对且邻近的拐角 61F之间的位置处。凹部66、67中的每个均为圆形横截面并且均具有沿与定子芯26的中心轴线L1平行的方向面向的开口。凹部66、67与端子孔65分离地设置。 [0031] 图4示出了用于通过收缩配合装配定子芯26和马达壳体12的装配夹具80。装配夹具80包括基部81、从基部81的一端突出的第一部分82、以及第二部分83。如图5所示，在将定子芯26装配到马达壳体12中时，第一部分82配合在定子芯26内部并且第二部分83配合在凹槽262中，凹槽262形成在定子芯26的外周表面261中并且沿着定子芯26的中心轴线L1平直地延伸。装配夹具80还具有突出部84、85，在将定子芯26装配到马达壳体12中时，该突出部84、85要被配合到集线块61的凹部66、67中。突出部84、85呈具有圆形横截面的、且从基部81平直地延伸的杆形式。 [0032] 装配夹具80的突出部84、85以与定子芯26的中心轴线L1平行的方式从基部81的端部延伸，并在第一部分82配合在定子芯26内部且第二部分83配合在定子芯26的凹槽262中时，突出部84、85定位在定子芯26的外周表面261的径向外侧。从基部81的端部突出的突出部84、85具有在第一部分82配合在定子芯26内部且第二部分83配合在定子芯26的凹槽262中时足以使突出部84、85配合在集线块61的相应凹部66、67中的长度。 [0033] 下面将对本实施方式的压缩机10的制造过程进行描述。首先，如图5所示，以第一部分82配合在定子芯26内部且第二部分83配合在定子芯26的凹槽262中的方式将装配夹具80设置至定子芯26。同时地，将装配夹具80的突出部84、85配合到集线块61的相应凹部66、67中。因此，装配夹具80限制了集线块61相对于定子芯26沿着定子芯26的周向移动。 [0034] 然后，如图6所示，通过感应加热在线圈90中加热马达壳体12，整个马达壳体12径向地膨胀并且马达壳体12的内径变得大于加热之前的内径。带有集线块61的定子芯26以使集线块61移动到空间S中的方式经由马达壳体12的开口121H插入到膨胀的马达壳体12中。 [0035] 随着定子芯26定位在马达壳体12中的适当位置并且集线块61定位在马达壳体12中的空间S中的适当位置，使马达壳体12冷却。因此，马达壳体12径向向内收缩以使得马达壳体12的内周表面压靠在定子芯26的外周表面261上，从而使定子芯26紧密地配合在马达壳体12中。 [0036] 在将带有集线块61的定子芯26装配在马达壳体12中之后，将密封端子53安装在安装孔12B中，密封端子53的金属端子54连接至集线块61中的连接端子31。也就是说，当定子芯26和马达壳体12通过收缩配合装配时，定子芯26定位在马达壳体12中的适当位置并且集线块61定位在马达壳体12中的空间S的适当位置，使得在将密封端子53安装到安装孔12B中的同时，将密封端子53的金属端子54连接至集线块61中的连接端子31。值得指出的是，为了简单起见，在图4至图6中省略了先前连接至连接端子31的引线30的图示。 [0037] 在上述压缩机10中，当在马达驱动电路52的控制下给电动马达19供应电力时，旋转轴23以可控制的速度与电动马达19的转子24一起旋转以驱动压缩机构18。从外部制冷回路通过进口端口引入到马达壳体12中的制冷气体被压缩机构18压缩，然后通过出口端口16排出返回到外部制冷回路。 [0038] 集线块61相对于装配夹具80的定位通过在定子芯26插入到由加热而膨胀的马达壳体12中时将装配夹具80的突出部84、85配合到集线块61的凹部66、67中来实现。装配夹具80限制了集线块61相对于定子芯26沿着定子芯26的周向移动，这防止了集线块61变得与加热后的马达壳体12接触并且因此防止了在定子芯26和马达壳体12通过收缩配合装配时因集线块61与加热后的马达壳体12接触而引起的集线块61的热变形。 [0039] 根据第一实施方式的压缩机10提供以下优点。 [0040] （1）当定子芯26插入到加热后的马达壳体12中时，使用了具有要被配合到集线块61的凹部66、67中的突出部84、85的装配夹具80。通过将装配夹具80的突出部84、85配合到集线块61的相关联的凹部66、67中，集线块61相对于装配夹具80被适当地定位并因此限制了集线块61相对于定子芯26周向地移动，这在定子芯26和马达壳体12通过收缩配合装配时，防止了与定子芯26接合的集线块61移动并倾斜成与加热后的马达壳体12接触。 [0041] （2）凹部66、67的开口沿与定子芯26的中心轴线L1平行的方向面向。当马达壳体12和定子芯26通过收缩配合装配时，装配夹具80的突出部84、85能够在装配夹具80设置至定子芯26的同时被容易地插入到集线块61的凹部66、67中，这使得易于对定子芯26和马达壳体12进行装配。 [0042] （3）与装配夹具80仅具有一个突出部并且集线块61仅具有一个凹部的情形相比，本实施方式——其中装配夹具80具有诸如突出部84、85之类的两个突出部并且集线块61具有诸如凹部66、67之类的两个凹部——使集线块61相对于装配夹具80的定位更容易并且还防止了在这些凹部的横截面为圆形时集线块61的旋转。 [0043] （4）形成在集线块61中的端子孔65中的每个端子孔均被定向成使得端子孔65的相对的长边65A相对于集线块61的上表面611倾斜，并且凹部66、67中的每个均形成在这样的区域中：该区域限定在端子孔65的长边65A与横截面呈矩形的集线块61的同端子孔65的长边65A相对且邻近的拐角61F之间。这使能够在集线块61中对端子孔65和凹部 66、67进行高效布置并且能够使集线块61的尺寸减小。 [0044] （5）在本实施方式的压缩机10中——其中压缩机构18、电动马达19和马达驱动电路52以此方式在旋转轴23的轴向方向上设置并且引线30从面向压缩机构18的线圈端部引出，没有必要在电动马达19与马达驱动电路52之间的狭窄空间中、特别是在定子芯26的端部与马达壳体12的端壁12A之间的空间中在电动马达19与马达驱动电路52之间形成连接。换句话说，在电动马达19与马达驱动电路52之间的这种电连接能够通过将密封端子53的金属端子54简单地连接至集线块61中的连接端子31的方式来实现，从而导致压缩机10的高效装配。另外，随着密封端子53安装在安装孔12B中——其中集线块61与定子芯26在马达壳体12中接合，密封端子53的金属端子54电连接至集线块61中的连接端子31。在安装孔12B中安装密封端子53的同时，能够实现金属端子54与连接端子31之间的连接。此外，没有必要在装配定子芯26和马达壳体12之后将集线块61安装到定子芯26的外周表面261，这使得易于装配压缩机10。 [0045] 可以以各种方式对上述实施方式做出变型，如下面所举例说明的。 [0046] 接合孔27及其相关联的接合突出部62可为任何合适的形状。 [0047] 集线块61的凹部66、67的横截面可为三角形或正方形形状，并且装配夹具80的突出部84、85的横截面可为三角形或正方形形状。 [0048] 集线块61的凹部66、67中的每个均可由延伸穿过集线块61的孔代替。 [0049] 装配夹具80的突出部的数量和集线块61的凹部的数量不限于两个。装配夹具80可仅具有一个突出部或三个或更多个突出部，而集线块61可仅具有一个凹部或三个或更多个凹部。如果装配夹具80仅具有一个突出部并且集线块61仅具有一个凹部，那么突出部和凹部的横截面应该优选为三角形或正方形形状，这是由于将这种突出部装配到凹部中防止了集线块61绕此种凹部和突出部的轴线相对于定子芯26旋转。 [0050] 装配夹具80可具有凹部并且集线块61可具有突出部，以使得集线块61相对于装配夹具80的定位通过该突出部与凹部之间的配合来实现。 [0051] 端子孔65的数量以及与端子孔相关联的连接端子31、金属端子54和引线30的数量不受限制。 [0052] 形成在集线块61中的、横截面呈矩形的端子孔可定向成使得相对的长边延伸成与集线块61的上表面611垂直。可替代地，端子孔可定向成使得相对的长边延伸成与集线块61的上表面611平行。 [0053] 凹部在集线块61中的位置不受限制，只要该凹部与装配夹具80的突出部相关联就行。 [0054] 压缩机构18、电动马达19和马达驱动电路52没有必要一定按此顺序在旋转轴23的轴向方向上布置。例如，逆变器盖51可安装到马达壳体12的周壁以在这二者之间形成其中设置有马达驱动电路52的空间。 [0055] 在集线块61中，接合突出部62可形成在底面61A上而不需要设置基部62A。 [0056] 接合突出部62可与集线块61分开地形成。 [0057] 尽管在前述实施方式中马达驱动电路52在空间51A中安装到端壁12A，但是马达驱动电路52可在空间51A中安装到逆变器盖51的内表面。 [0058] 尽管前述实施方式中的压缩机构18为具有固定涡盘20和可动涡盘21的涡旋式，但是压缩机构18也可为活塞式或叶片式。

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