电动压缩机 |
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| 申请号 | CN201210084591.6 | 申请日 | 2012-03-27 | 公开(公告)号 | CN102734161B | 公开(公告)日 | 2015-06-17 |
| 申请人 | 株式会社丰田自动织机; | 发明人 | 太田贵之; 水藤健; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种电动 压缩机 ，其在抑制噪声产生的同时防止驱动 电路 漏电。该电动压缩机包括：压缩机构，该压缩机构压缩冷却剂； 马 达机构，该马达机构致动压缩机构；驱动电路，该驱动电路驱动马达机构。驱动电路连接至电源。内壳体以密封状态容纳压缩机构和马达机构，并且固持驱动电路。 外壳 体容纳内壳体，并且包括安装部，该安装部可以安装至另一构件。居间构件设置在内壳体与外壳体之间和驱动电路与外壳体之间，居间构件包括防振和 隔热 特性。保护装置保护驱动电路免受外部碰撞，其中，保护装置设置在外壳体上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电动压缩机(1)，包括： |
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| 说明书全文 | 电动压缩机技术领域[0001] 本发明涉及一种电动压缩机。 背景技术[0002] 日本专利公开公报No.2009-103100公开了一种现有技术的电动压缩机。该电动压缩机包括在安装于车辆内的空调内。如该公报的图3中图示的电动压缩机包括：壳体、压缩机构、马达机构和驱动电路。该壳体包括可以安装至发动机的安装部。压缩机构设置在壳体内，将冷却剂抽入该壳体，压缩冷却剂，并且将冷却剂从壳体排出。马达机构设置在壳体内，并且致动该压缩机构。驱动电路连接至电源，并且驱动马达机构。此外，驱动电路被固特在壳体的外部上。 [0003] 在现有技术的电动压缩机中，在车辆碰撞的过程中，安装部可能破裂，壳体可能接近发动机。在这种情况下，设置在壳体的外部上的突出部首先与发动机干涉，从而使驱动电路不与发动机干涉。这防止了对驱动电路的损坏，并且防止驱动电路漏电。 [0004] 在现有技术的电动压缩机中，为了保证防止从驱动电路漏电，可以将覆盖驱动电路的板形保护装置安装至壳体的外部。然而，在这种情况下，保护装置可能由于来自壳体内的压缩机构和马达机构的振动产生噪声并且共振。 发明内容[0005] 因此，本发明的目的是提供一种电动压缩机，其在抑制噪声产生的同时防止驱动电路漏电。 [0006] 本发明的一方面是一种电动压缩机，其包括：压缩机构，该压缩机构 压缩冷却剂。马达机构致动压缩机构。驱动电路驱动马达机构。驱动电路连接至电源。内壳体以密封状态容纳压缩机构和马达机构，并且固持驱动电路。外壳体容纳内壳体。外壳体包括安装部，该安装部可以安装至另一构件。居间构件设置在内壳体与外壳体之间和驱动电路与外壳体之间。居间构件包括防振和隔热特性。保护装置保护驱动电路免受外部碰撞。保护装置设置在外壳体上。 附图说明[0008] 借助于参考本优选实施方式的如下描述及附图，可以最佳地理解本发明及其目的和优点，图中： [0009] 图1是包括根据本发明第一实施方式的电动压缩机的空调的框图； [0010] 图2是第一实施方式的电动压缩机的横截面图； [0011] 图3是根据本发明第二实施方式的电动压缩机的横截面图； [0012] 图4是根据本发明第三实施方式的电动压缩机的横截面图； [0014] 图6(a)和图6(b)是根据本发明的电动压缩机的修改示例的横截面图。 具体实施方式[0015] 现在将参照各图描述本发明第一至第三实施方式。 [0016] 第一实施方式 [0018] 如图2中示出的，电动压缩机1包括压缩机构4、马达机构5、驱 动电路6、内壳体10和外壳体20。内壳体10以密封状态容纳压缩机构4和马达机构5。外壳体20容纳内壳体10。 [0019] 在本实施方式中，内壳体10包括第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11包括开放式后端(在图2中观察的左端)，第二壳体12封闭第一壳体11的后端。压缩机构4包括定涡旋件4A和动涡旋件4B，该定涡旋件4A固定至第一壳体11的内圆周表面11B，而该动涡旋件4B设置为面向定涡旋件4A。定涡旋件4A和动涡旋件4B相互接合，并且形成压缩室4C。第一壳体11内容纳有驱动轴5A。该驱动轴5A包括借助于轴承5B以可旋转的方式支承的远端部(如在图2中观察的右侧)和借助于轴承5C以可旋转的方式支承的近端部(如图2中观察的左侧)。 [0020] 马达机构5位于比压缩机构4更靠近第一壳体11的端壁11D处。定子5D被固定至第一壳体11的内圆周表面11B。驱动电路(未示出)向定子5D供给三相电流。定子5D中设置有转子5E。该转子5E被固定至驱动轴5A。转子5E在供给至定子5D的电流的作用下被旋转和驱动。驱动轴5A、定子5D和转子5E形成马达机构5。 [0021] 驱动电路6是已知逆变器电路，并且包括诸如电容器的高电压部件。驱动电路6连接至车辆内安装的电源，并且驱动马达机构5。更具体地，驱动电路6将从电源供给的直流电转换为具有一定频率的交流电。随后，驱动电路6向马达机构5供给交流电，并且控制马达机构的转速。 [0022] 参照图1和图2，驱动电路6驱动并旋转马达机构5以致动压缩机构4。结果，压缩机构4通过吸入管95将冷却剂抽入内壳体10，并且压缩该冷却剂。随后，压缩机构4通过排出管96从内壳体10将被压缩的冷却剂排出。 [0023] 参照图1，切换阀91借助于吸入管95和排出管96连接至电动压缩机1。此外，切换阀91借助于管97连接至客室外部热交换器92，并且借助于管99连接至客室内部热交换器94。膨胀阀93借助于管98A连接至客室外部热交换器92，并且借助于管98B连接至客室内部热交换器94。 [0024] 安装在车辆内的控制单元所控制的切换阀91可以转换管的连通状态。当切换阀91连通排出管96与管97并且连通吸入管95与管99时，通过排出管96从电动压缩机1排出的冷却剂沿图1中示出的方向D1 流动。当切换阀91连通排出管96与管99并且连通吸入管95与管97时，通过排出管96从电动压缩机1排出的冷却剂沿图1中示出的方向D2流动。 [0025] 客室外部热交换器92向大气散热，或者从大气吸热。客室内部热交换器94向客室内的空气散热，或者从客室内的空气吸热。客室外部热交换器92、客室内部热交换器94和膨胀阀93在本领域中已知，故而不详细图示或描述。 [0026] 现在将详细描述电动压缩机1的内壳体10和外壳体20。 [0027] 如图2中示出的，内壳体10包括密封腔10A，该密封腔10A以密封状态容纳压缩机构4和马达机构5。内壳体10大体呈圆筒形，并且沿设置压缩机构4和马达机构5的方向呈长形。内壳体10可以由单个构件或者相互安装以限定密封腔10A的多个构件形成。为了获得内壳体10耐受由压缩机构4和马达机构5产生的振动和热以及高温且高压的冷却剂所需的耐久性，优选地，内壳体10由诸如钢或铝的金属形成。 [0028] 压缩机构4和马达机构5借助于经过诸如冷缩配合、加压配合或螺栓紧固的已知紧固过程而固定在密封腔10A内。涉及这种紧固过程的紧固结构以高刚度固定压缩机构4和马达机构5。然而，通过这种结构，难以减弱由压缩机构4和马达机构5产生的振动和噪声。结果，压缩机构4和马达机构5的振动和噪声容易传递至内壳体10。热也容易从压缩机构4和马达机构5传递至内壳体10。 [0029] 吸入口15延伸穿过第一壳体11的端壁11D。吸入口15固定有用作外管的吸入联接装置50。在密封腔10A内、于吸入口15和压缩机构4之间形成有冷却剂供给通道。 [0030] 在第一壳体11和第二壳体12之间限定有排出室4D。第二壳体12包括端壁12D，排出口16延伸穿过该端壁12D。该排出口16固定有用作外管的排出联接装置60。 [0031] 吸入联接装置50和排出联接装置60是已知的管联接装置。吸入管95被联接至吸入联接装置50。排出管96被联接至排出联接装置60。 [0032] 外壳体20大体呈圆筒形，并且沿设置压缩机构4和马达机构5的方向呈长形。容纳内壳体10的外壳体20可以由诸如钢或者铝的金属、 树脂、或者纤维增强树脂形成。外壳体20包括在纵向方向上的两个开放端。吸入联接装置50和排出联接装置60分别从所述两个开放端向外突出。吸入联接装置50和排出联接装置60不与外壳体20接触。 [0033] 外壳体20包括外壁表面20C。该外壁表面20C上形成有可以安装至其他构件的块形安装部29。该安装部29沿外壳体20的径向方向向外突出。插入孔29A平行于外壳体20的纵向方向延伸穿过每个安装部29。多个支承部8从诸如车辆的车架或者发动机之类的安装物体9突出。安装部29与支承部8接合。螺栓9A紧固至安装部29和支撑部8。这将电动压缩机1固定至安装物体9。安装部29、支承部8和螺栓9A的紧固结构以高刚度将外壳体20固定至安装物体9。然而，如上文描述的，这难以减弱从外壳体20传递至安装物体9的振动和噪声。 [0034] 在本实施方式中，内壳体10和外壳体20之间设置有居间构件31和32。 [0035] 居间构件31和32由不同材料形成。更具体地，居间构件31由诸如橡胶、弹性体、树脂、纤维增强纤维或者硅胶之类的具有防振特性的材料形成。在本实施方式中，居间构件31是橡胶环形体，或者所谓的O型圈。在外壳体20的内壁表面20B和第一壳体11的外壁表面11C之间，居间构件31以压缩变形状态设置在内壳体10和外壳体20的两个纵向端。 因此，居间构件31在外壳体20内支承内壳体10。 [0036] 居间构件32由诸如玻璃丝的纤维块等、泡沫材料、纤维素纤维、或者真空隔离材料之类的具有隔热特性的材料形成。在本实施方式中，居间构件32是玻璃丝的厚片。绕第一壳体11的外壁表面11C卷绕的居间构件32填充外壳体20的内壁表面20B和第一壳体11的外壁表面11C之间的空隙。因此，以补足的方式，居间构件32在外壳体20内支承内壳体10。 [0037] 驱动电路6由第一壳体11的外壁表面11C固持。外壁表面11C上固定有第三壳体13以容纳驱动电路6。第三壳体13借助于螺栓之类紧固于外壁表面11C，并且将驱动电路 6固持在外壁表面11C上。替代性地，驱动电路6可以容纳在第一壳体11的外壁表面11C上形成的凹部(未示出)内。在此情况下，盖封闭凹部以便将驱动电路6固持在外壁表面 11C内。 [0038] 驱动电路6从第一壳体11的外壁表面11C向外壳体20的内壁表面20B延伸。驱动电路6与外壳体20的内壁表面20B之间形成有空隙。该空隙由居间构件32填充。 [0039] 外壳体20包括厚部21，该厚部21在驱动电路6附近与外壳体20一体地形成。与外壳体20的其他部分相比，厚部21更厚，并且从外壳体20的主体28以梯形的方式突出。当从外壳体20的外部沿外壳体20的径向方向观察驱动电路6时，厚部21覆盖至少整个驱动电路6。因此，与外壳体20的其他部分相比，厚部21具有更高的强度，保护驱动电路6。 厚部21对应于本发明的保护装置。 [0040] 如下文描述地，应用第一实施方式的电动压缩机1的空调调节客室的温度。 [0041] 参照图1，冷却客室时，切换阀91连通排出管96和97并且连通吸入管95和99。结果，由压缩机构4压缩的高温且高压的冷却剂沿方向D1流动。冷却剂向大气散热，并且在客室外部热交换器92处液化。随后，在膨胀阀93处减小冷却剂的压力。随后，冷却剂从客室内的空气吸热，并且在客室内部热交换器94处汽化。这冷却了客室中的空气。随后，冷却剂通过管99、切换阀91和吸入管95返回电动压缩机1。 [0042] 加热客室时，切换阀91连通排出管96和管99并且连通吸入管95和97。结果，由压缩机构4压缩的高温且高压的冷却剂沿方向D2流动。冷却剂向客室内的空气散热，并且在客室内部热交换器94处液化。这加热了客室中的空气。随后，在膨胀阀93处减小冷却剂的压力。随后，冷却剂从大气吸热，并且在客室外部热交换器92处汽化。随后，冷却剂通过管97、切换阀91和吸入管95返回电动压缩机1。 [0043] 在第一实施方式的电动压缩机1中，压缩机构4和马达机构5以高刚度固定至内壳体10。此外，安装部29、支承部8和螺栓9A以高刚度将外壳体20固定至安装物体9。因此，如果不能抑制内壳体10和外壳体20之间的振动和噪声传递，则来自压缩机构4和马达机构5的振动和噪声将从内壳体10和外壳体20不减弱地传递至安装物体9。这可能不利地影响客室的环境中的舒适性。此外，如果不能抑制内壳体10和外壳体20之间的热传递，则由压缩机构4压缩的高温且高压的冷却剂的热将通过外壳体20向外部耗散。 [0044] 在这方面，第一实施方式的电动压缩机1包括具有防振和隔热特性并且设置在内壳体10和外壳体20之间的居间构件31和32。由于居间构件31具有防振特性，故而抑制了压缩机构4和马达机构5产生的振动和噪声从内壳体10至外壳体20和安装物体9的传递。由玻璃丝形成的居间构件32也抑制振动和噪声从内壳体10传递至外壳体20。 [0045] 此外，居间构件32具有隔热特性。因此，由压缩机构4压缩的高温且高压的冷却剂的热不从内壳体10传递至居间构件32和外壳体20。此外，由橡胶形成的居间构件31也抑制冷却剂的热传递。因此，电动压缩机1防止抽入冷却剂和排出冷却剂中的热减小。因此，当空调起热泵的作用并且加热客室时，可以增大流动至客室内部热交换器94的冷却剂的温度。结果，客室内部热交换器94向客室内的空气有效地散热，并且展示出充足的加热性能。 [0046] 第一实施方式还具有下文描述的优点。 [0047] 在驱动电路6和外壳体20之间设置居间构件32。外壳体20容纳固持驱动电路6的内壳体10，并且包括保护驱动电路6免受外部撞击的厚部21。该厚部21位于外壳体20在驱动电路6附近的部分处。因此，参照图2，在车辆碰撞过程中，即使当诸如发动机的邻近物体F与电动压缩机1干涉时，厚部21也能确保保护驱动电路6，防止物体F影响驱动电路6。此外，居间构件32还吸收朝向驱动电路6施加的撞击。结果，电动压缩机1防止损坏驱动电路6中的高压部件，并且确保防止驱动电路6漏电。 [0048] 设置在内壳体10和外壳体20之间的居间构件31具有防振特性。因此，抑制了向外壳体20的厚部21传递由压缩机构4和马达机构5产生的振动和噪声。结果，电动压缩机1防止厚部21在来自压缩机构4和马达机构5的振动的作用下产生共振。这防止了厚部21成为噪声发生源。 [0049] 因此，第一实施方式的电动压缩机1在抑制噪声产生的同时防止了驱动电路6漏电。 [0050] 当模制成型外壳体20时，可以借助于在外壁表面20C上形成脊而容易地获得厚部21。因此，与当把分离的保护装置固定至外壳体20时相比，电动压缩机1简化了外壳体20，并且减少了部件的数量。此外， 厚部21与外壳体20一体地形成。因此，与当把分离的保护装置固定至外壳体20相比，厚部21不在来自车辆、例如发动机的振动的作用下产生共振，不产生噪声。 [0051] 厚部21从外壳体20沿径向方向向外突出。这简化了外壳体20的内侧的形成，并且便利了至内壳体10的联接。 [0052] 第二实施方式 [0053] 参照图3，第二实施方式的电动压缩机2包括设置在第一实施方式的厚部21内的高强度构件22。在其他方面，电动压缩机2具有与第一实施方式的电动压缩机1相同的结构。类似或相同的附图标记被给予与第一实施方式相应部件相同的那些部件。不再详细描述这些部件。 [0054] 高强度构件22呈大体板形构件，其由与外壳体20的材料相比具有更高强度的材料形成。例如，当外壳体20由诸如铁或者铝的金属材料形成时，高强度构件22由诸如钢或者合金之类具有更高强度的材料形成。在此情况下，高强度构件22与外壳体20一体地铸造。当外壳体20由树脂材料形成时，高强度构件22由诸如纤维增强树脂或者金属之类具有更高强度的材料形成。在此情况下，高强度构件22被嵌入模制成型并且与外壳体20的主体28一体地形成。在本实施方式中，高强度构件22由外壳体20整体地包围。即，高强度构件22被嵌入外壳体20内。 [0055] 当沿着外壳体20的径向方向从外壳体20的外部观察驱动电路6时，高强度构件22覆盖整个驱动电路6。因此，外壳体20中设置有高强度构件22的部分具有比外壳体20的其他部分更高的强度。以与厚部21相同的方式，高强度构件22保护驱动电路6，并且对应于本发明的保护装置。 [0056] 以与第一实施方式的电动压缩机1相同的方式，第二实施方式的电动压缩机2通过厚部21和高强度构件22抑制噪声的产生，确保防止从驱动电路6漏电。 [0057] 第二实施方式具有下文描述的优点。 [0058] 高强度构件22被嵌入外壳体20内并且与外壳体20结合为一体。这确保了高强度构件22与外壳体20结合为一体。与当把分离的保护装置固定至外壳体20时相比，简化了外壳体20，并且减少了部件的数量。 此外，与当把分离的保护装置固定至外壳体20时相比，由于高强度构件22与外壳体20结合为一体，所以高强度构件22不会在来自车辆、例如发动机的振动的作用下产生共振，不产生噪声。 [0059] 与外壳体20的强度相比，高强度构件22的材料具有更高的强度。因此，可以在确保保护驱动电路6所需的强度的同时减小厚部21的厚度。这允许减小或者消除厚部21与外壳体20的其他部分之间的厚度差。结果，与第一实施方式的电动压缩机1的外壳体20相比，本实施方式允许外壳体20更小。 [0060] 第三实施方式 [0061] 参照图4，在下列各点上，第三实施方式的电动压缩机3与第一实施方式的电动压缩机1不同。驱动电路6在面对安装物体9的位置由内壳体10的外壁表面11C固持。外壳体20由树脂形成。代替厚部21，外壳体20包括厚部23。厚部23内设置有高强度构件24。代替安装部29，外壳体20包括安装部29B和29C。在其他方面，电动压缩机3具有与第一实施方式的电动压缩机1相同的结构。类似或相同的附图标记被给予与第一实施方式相应部件相同的那些部件。不再详细描述这些部件。 [0062] 厚部23形成在树脂外壳体20的位于驱动电路6附近的部分上。与外壳体20的其他部分相比，厚部23更厚，并且从外壳体20的主体28以梯形的方式突出。当沿着外壳体20的径向方向从外壳体20的外部观察驱动电路6时，厚部23覆盖至少整个驱动电路6。因此，与外壳体20的其他部分相比，厚部23具有更高的强度，保护驱动电路6。厚部23对应于本发明的保护装置。 [0063] 高强度构件24设置在厚部23内。高强度构件24呈大体板形构件，其由具有比树脂诸如纤维增强树脂或者金属更高强度的材料形成。高强度构件24被嵌入模制成型并且与外壳体20的主体28一体地形成。当沿着外壳体20的径向方向从外壳体20的外部观察驱动电路6时，高强度构件24覆盖至少整个驱动电路6。因此，外壳体20中设置有高强度构件24的部分具有比外壳体20的其他部分更高的强度。以与厚部23相同的方式，高强度构件24保护驱动电路6，并且对应于本发明的保护装置。 [0064] 外壳体20中设置有高强度构件24的部分包括块形安装部29B，该块形安装部29B从外壁表面20C沿径向方向向外突出。高强度构件24包括与安装部29B一体地形成的一个端部。 [0065] 在与安装部29B分开的位置，在外壳体20上形成有块形安装部29C，该块形安装部29C沿与安装部29B相同的方向突出。由与高强度构件24相同的材料形成的保护构件29D嵌入模制成型在安装部29C内。 [0066] 插入孔29A延伸穿过安装部29B和29C中的每一个。安装部29B和29C与支承部8接合。在此状态下，螺栓9A将安装部29B和29C与支承部8紧固。这将安装部29B和29C固定至安装物体9。由安装部29B、29C、支承部8和螺栓9形成的这种紧固结构以高刚度将树脂外壳体20固定至安装物体9。 [0067] 以与第一实施方式的电动压缩机1和第二实施方式的电动压缩机2相同的方式，第三实施方式的电动压缩机3中的厚部23和高强度构件24抑制噪声产生，确保防止从驱动电路6漏电。 [0068] 第三实施方式具有下文描述的优点。 [0069] 高强度构件24与安装部29B一体地形成。这改进了设置在外壳体20上的安装部29B的强度，确保了防止对安装部29B的损坏。 [0070] 外壳体20由具有优良防振和隔热特性的树脂形成。这进一步增强了本发明的优点。 [0071] 对本领域普通技术人员应当显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以以许多其他具体形式实施。具体地，应当理解，本发明可以以如下形式实施。 [0072] 代替第一实施方式的梯形厚部21，用作保护装置的多个肋可以从外壳体20的外壁表面20C沿径向方向向外突出。此外，如图5中示出的，厚部21B可以从外壳体20的内壁表面20B沿径向方向向内突出。这简化了外壳体20的外侧的形式，并且，当在车辆之类内安装电动压缩机时，减少了与其他部件的干涉。 [0073] 如图6(a)中示出的，代替第一实施方式的厚部21，可以将大体板形高强度构件22A粘附至外壳体20的外壁表面，与主体28相比，该 高强度构件22A具有更高强度并且用作保护装置。此外，如图6(b)中示出的，可以将大体板形的高强度构件22B粘附至外壳体 20的内壁表面20B，与主体28相比，该高强度构件22B具有更高的强度并且用作保护装置。 在这种情况下，可以容易地将高强度构件22A和22B固定至外壳体20。 [0074] 安装部29、29B、29C、支承部8和螺栓9A的紧固结构和形状不局限于上文描述的那些紧固结构和形状。只要安装部29、29B和29C可以将电动压缩机1固定至安装物体9，则可以采取任何结构。 [0075] 代替居间构件31和32，可以将具有防振和隔热特性的任何单个构件用作居间构件。 [0076] 压缩机构4不局限于涡旋式，而可以是往复式、叶片式或者任何其他已知压缩型式。 |
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