CN101666303B - 电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种电动压缩机包括：用于压缩制冷剂的压缩机构；用于驱动所述压缩机构的电动机；用于控制所述电动机的运转的逆变器；以及用于将所述电动机电连接至所述逆变器的电动机线束。所述压缩机构和所述电动机彼此以机械方式连接。所述电动机具有第一线圈端部和第二线圈端部。所述第一线圈端部位于所述压缩机构侧，而所述逆变器位于所述第二线圈端部侧。所述电动机线束从所述第一线圈端部引出。

Description

电动压缩机
技术领域
本发明涉及一种电动压缩机，且更具体地涉及一种具有沿压缩机的轴向方向依序对准的压缩机构、电动机和逆变器的电动压缩机。
背景技术
日本待审专利申请公开No.2000-291557中公开了一种传统的电动压缩机。该压缩机具有沿压缩机的轴向方向依序对准的压缩机构、电动机和逆变器。压缩机壳体的内部由分隔壁分成两个空间。电动机容置在其中一个空间中，而逆变器容置在另一空间中。该压缩机还具有设置在分隔壁上用于电连接电动机和逆变器的密封式端子。电动机和逆变器都电连接至该密封式端子。
在上述压缩机中，电动机和密封式端子通过从电动机的线圈端部延伸的电动机线束来电连接。希望减小这种电动机线束的长度以防止该电动机线束在组装压缩机过程中挤夹在各部件之间，而且还防止该电动机线束与压缩机的运动部件例如驱动轴和转子干涉。因此，电动机的连接至电动机线束的线圈端部通常位于逆变器侧，使得电动机线束的长度设定为最小。但是，在这种情况下，在组装压缩机的过程中，需要在电动机与分隔壁之间的狭小空间内将具有短长度的电动机线束连接至密封式端子，这使得进行电动机线束与密封式端子之间的连接变得困难且麻烦。即，在组装压缩机的过程中这种连接所需的时间增加，而且压缩机的制造成本因此增加。
压缩机构侧——即，电动机线束的相反侧——的电动机的线圈端部的轴向长度小于逆变器侧——即，电动机线束侧——的线圈端部的轴向长度。另一方面，在压缩机的轴支撑件——此处安装有轴承用于以可旋转方式支撑驱动轴——的周围存在空闲空间。如果能够将位于压缩机构侧的线圈端部设置在该空闲空间内，则能减小压缩机的轴向长度。但是，在这种情况下，不能以将这种线圈端部设置在该空闲空间内的方式来移动电动机的位置。这是因为转子通常在其相反两端处具有平衡装置以减小由旋转的驱动轴和转子所产生的振动，并且压缩机构侧的平衡装置定位成与上述轴承处于相对关系。即，具有连接至位于逆变器侧的电动机线束的线圈端部的电动机使得难以为小型化而减小压缩机的轴向长度。
本发明旨在提供一种降低了制造成本并减小了尺寸的电动压缩机。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种电动压缩机包括：用于压缩制冷剂的压缩机构；用于驱动所述压缩机构的电动机；用于控制所述电动机的运转的逆变器；用于将所述电动机电连接至所述逆变器的电动机线束；电动机壳体，所述电动机和所述压缩机构容置在所述电动机壳体中；以及密封式端子，所述密封式端子安装至所述电动机壳体且具有传导件，所述传导件在所述电动机壳体中在连接部处连接至所述电动机线束。所述压缩机构、所述电动机以及所述逆变器沿所述压缩机的轴向方向依序对准。所述压缩机构和所述电动机彼此以机械方式连接。所述电动机具有第一线圈端部和第二线圈端部。所述第一线圈端部位于所述压缩机构侧，而所述第二线圈端部位于所述逆变器侧。所述电动机线束从所述第一线圈端部引出。所述电动机壳体具有由所述电动机壳体的内周表面和所述电动机的外周表面限定的配线通道，并且所述电动机线束或所述传导件位于所述配线通道中。
从以下结合附图做出的、以示例的方式说明本发明原理的描述将明了本发明的其它方面和优点。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的电动压缩机的纵向截面图；
图2是示出图1中的电动压缩机的密封式端子的放大局部图；
图3是图2中的密封式端子的局部俯视图；
图4是沿图1中的线IV-IV所截取的截面图；
图5是用于说明图1中的压缩机的电动机与逆变器之间的连接方法的示意图；
图6是根据本发明第二实施方式的电动压缩机的纵向截面图；
图7是用于说明图6中的压缩机的电动机与逆变器之间的连接方法的示意图；
图8是根据本发明第三实施方式的电动压缩机的纵向截面图；以及
图9是图8中的电动压缩机的局部截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明第一实施方式的电动压缩机1(以下仅称为压缩机1)。注意，如箭头所示，如图1所示的左手侧是压缩机1的前侧，而右手侧是压缩机1的后侧，另外，如图1所示的上侧和下侧分别是压缩机1在安装到位时的上侧和下侧。压缩机1具有圆筒形的电动机壳体2，该电动机壳体2的前端是敞开的。电动机壳体2在其前端处由螺栓4连接至前壳体3。电动机壳体2与前壳体3一起形成空间5，在所述空间5中容置有电动机11和由电动机11驱动的压缩机构31。
电动机壳体2具有端壁2A，该端壁2A由螺栓(未示出)连接至逆变器壳体6。逆变器壳体6在其内部形成逆变器空间7，在该逆变器空间7中，逆变器21安装至电动机壳体2的端壁2A。即，电动机壳体2的端壁2A将电动机11与逆变器21隔离。逆变器21将从外部设备供给的直流电转换成待供给至电动机11的三相交流电。电动机11的转速由逆变器21控制。压缩机构31、电动机11以及逆变器21沿压缩机1的轴向方向依这种顺序对准。
电动机11是由从逆变器21供给的三相交流电驱动的三相同步电动机。电动机11具有在电动机壳体2的空间5中延伸的驱动轴12。驱动轴12安装在圆柱形的转子13中以与转子13一起旋转。转子13由定子14环绕，定子14安装在电动机壳体2中。三相交流电供给至卷绕在定子14上的线圈，从而使驱动轴12和转子13旋转。驱动轴12的后端由安装在电动机壳体2的端壁2A中的轴承17以可旋转方式支撑。驱动轴12延伸穿过位于电动机11前方的轴支撑件18。驱动轴12的前端由安装在轴支撑件18中的轴承19以可旋转方式支撑。
压缩机1具有安装至电动机壳体2的端壁2A以电连接电动机11和逆变器21的密封式端子22。参考图2和图3，密封式端子22具有通常呈椭圆形形式的端子基部22A以及延伸穿过端子基部22A的三个传导件22B。三个传导件22B对应于电动机11的相应的相。每个传导件22B由粘合剂22C固定地安装至端子基部22A并与端子基部22A整体地结合。端子基部22A设置在孔2C中，孔2C形成为穿过电动机壳体2的端壁2A。孔2C的内周表面中形成有台阶2D和槽2E。密封式端子22安装至电动机壳体2的端壁2A使得通过使用安装在槽2E中的两个C形环23来保持支撑在台阶2D上的端子基部22A。电动机壳体2的空间5通过设置在孔2C的内周表面与密封式端子22的端子基部22A的外周表面之间的O形环24相对于逆变器壳体6的逆变器空间7气密密封。
参考图4，电动机壳体2的上部径向朝外凸出从而形成径向扩张部8。扩张部8中形成配线通道9，配线通道9由扩张部8的内周表面8A和电动机11的定子14的外周表面14A限定。密封式端子22的传导件22B设置在配线通道9中，并延伸穿过配线通道9。
以下将参考图1详细描述电动机11及其相关部件在电动机壳体2中的布置。如图1所示，卷绕在定子14上的线圈的一部分分别从定子14的相反端向前和向后凸出，从而形成压缩机构31侧的线圈端部15A(第一线圈端部)和逆变器21侧的线圈端部15B(第二线圈端部)。即，线圈端部15A从定子14朝向压缩机构31凸出，而线圈端部15B从定子14朝向逆变器21凸出。压缩机1具有电动机线束27，电动机线束27从线圈端部15A引出用于电连接电动机11和密封式端子22的传导件22B。因为需要从线圈端部15A引出电动机线束27，所以线圈端部15A的轴向长度L1大于线圈端部15B的轴向长度L2。即，线圈端部15A从定子14凸出的长度大于线圈端部15B从定子14凸出的长度。转子13分别在其前端和后端处具有平衡装置13A和13B，用于减小由驱动轴12和转子13的转动所产生的振动。
电动机11在压缩机构31侧具有连接至电动机线束27的线圈端部15A。如果具有长度L1的线圈端部15A位于逆变器21侧，则线圈端部15A的一部分会凸出空间5之外并凸出到电动机壳体2的端壁2A中，如图1中的虚线所示。另一方面，如果具有长度L2的线圈端部15B位于压缩机构31侧，则线圈端部15B与轴支撑件18之间的轴向间隙增大，如图1中的虚线所示。但是，由于如在压缩机1的轴向方向上所示电动机11的转子13的平衡装置13A与轴支撑件18相对，所以尽管存在这种增大的间隙，也不能再向前移动整个电动机11的位置。因此，如果将电动机11的线圈端部15A和15B设置成与本实施方式的线圈端部相反，则需要以使端壁2A的位置进一步向后移动的方式扩大电动机壳体2的尺寸以容置电动机11。但是，根据本实施方式，电动机11在压缩机构31侧具有连接至电动机线束27的线圈端部15A，由此导致压缩机1的轴向长度减小。
电动机线束27具有从线圈端部15A的下部引出并沿电动机壳体2的内周表面向上延伸的引线28。引线28的上端连接至电动机线束27的连接端子29(连接部)。连接端子29连接至在配线通道9中延伸至线圈端部15A上方位置的传导件22B的端部。即，密封式端子22的传导件22B在位于配线通道9中的连接端子29处连接至电动机线束27。压缩机1具有环形的绝缘件16，绝缘件16由电绝缘材料制成并具有槽形截面。绝缘件16位于电动机11的线圈端部15B与电动机壳体2的端壁2A之间。绝缘件16设置在线圈端部15B的后端上并防止从线圈端部15B至电动机壳体2的端壁2A的电泄漏，从而使线圈端部15B与端壁2A之间的间隙减小。即，设置在线圈端部15B上的绝缘件16使压缩机1的轴向长度减小。
电动机壳体2在其内部形成抽吸空间S，抽吸空间S限定在端壁2A与电动机11之间。抽吸空间S通过形成于电动机壳体2上部中以便开口至配线通道9的入口2B与外部的制冷剂回路连通。另一方面，排出空间D限定在前壳体3与压缩机构31的前端之间。排出空间D通过形成于前壳体3中的出口3A与外部的制冷剂回路连通。
延伸穿过轴支撑件18的驱动轴12的前端连接至压缩机构31。电动机11和压缩机构31以机械方式彼此连接。压缩机构31具有固定安装至电动机壳体2的定涡旋32和位于定涡旋32后方的动涡旋33。驱动轴12的前端具有相对于驱动轴12的轴线偏心的偏心销12A。偏心销12A通过安装在动涡旋33的后部中的轴承34和衬套35连接至动涡旋33。动涡旋33在其自身轴线上的转动由销18A和凹部33B防止，销18A的后端固定至轴支撑件18，凹部33B形成于动涡旋33中并且接收相应的销18A的前端。
定涡旋32具有向后凸出的定涡卷32A，而动涡旋33具有向前凸出且面对定涡旋32的涡旋壁32A的动涡卷33A。定涡旋32与动涡旋33合作在它们之间形成由涡卷32A和33A所限定的压缩室36。定涡旋32的中央具有排出口32B，压缩室36能够通过排出口32B处的排出阀37与排出空间D连通。抽吸空间S通过设置有用于电连接电动机11和密封式端子22的密封式端子22的传导件22B的配线通道9与压缩室36连通。即，配线通道9用作压缩机1的抽吸通道，通过该抽吸通道将制冷剂从抽吸空间S引入到压缩室36中。
在上述压缩机1中，当动力从逆变器21供给到电动机11的线圈时，转子13与驱动轴12一起旋转以转动压缩机构31的动涡旋33。定涡旋32和动涡旋33之间的压缩室36的体积随着动涡旋33的转动而变化，并且经由入口2B、抽吸空间S以及配线通道9将制冷剂从外部制冷剂回路引入到压缩室36中。在压缩室36中被压缩之后，制冷剂经由定涡旋32的排出口32B和排出阀37排出到排出空间D中。制冷剂进一步经由出口3A被排出到压缩机1外，随后流经外部制冷剂回路并通过入口2B返回至压缩机1中。
图5是用于说明压缩机1的电动机11与逆变器21之间的连接方法的示意图。轴承17安装至电动机壳体2的端壁2A，电动机线束27预先连接至线圈端部15A的定子14安装至电动机壳体2中。然后，将密封式端子22安装至电动机壳体2的端壁2A并使用C形环23固定，并且将电动机线束27的连接端子29连接至密封式端子22的传导件22B。
电动机11的连接至电动机线束27的线圈端部15A位于压缩机构31侧(见图1)，即，位于压缩机1的前侧。因此，在足够大的用于连接的空间5的前部中，将密封式端子22的传导件22B容易而快速地连接至电动机线束27的连接端子29。在完成密封式端子22与电动机线束27之间的连接之后，将轴支撑件18和压缩机构31(见图1)连同预先与转子13整合在一起的驱动轴12一起***电动机壳体2中，并将前壳体3连接至电动机壳体2。另一方面，将逆变器21安装至电动机壳体2的端壁2A并电连接至密封式端子22，然后将逆变器壳体6连接至电动机壳体2。
在具有依序对准的压缩机构31、电动机11以及逆变器21的上述压缩机1中，电动机11的连接至电动机线束27的线圈端部15A位于压缩机构31侧。在这种情况下，由于不需要在形成于电动机11的线圈端部15B与电动机壳体2的端壁2A之间的狭小空间中进行电动机11与逆变器21之间的连接，所以连接变得容易。另外，逆变器21侧的较小长度的线圈端部15B使得压缩机1的轴向长度减小。因而，通过压缩机1组装过程中的这种容易的连接降低了压缩机1的制造成本，且通过这种减小的轴向长度减小了压缩机1的尺寸。
密封式端子22的传导件22B设置在由扩张部8的内周表面8A和定子14的外周表面所限定的配线通道9中。在这种情况下，例如与由沿压缩机1的轴向方向在电动机壳体2的壁内延伸的孔来提供配线通道的情况相比，能够减小压缩机1的外径。
由于配线通道9还用作将制冷剂引入到压缩机构31的压缩室36中所经过的抽吸通道，所以不必在电动机壳体2中设置用于引入制冷剂的任何额外的通道，由此进一步减小了压缩机1的外径。
由于绝缘件16设置在电动机11的位于逆变器21侧的线圈端部15B上，所以防止了从线圈端部15B至电动机壳体2的端壁2A的电泄漏。因此，能够减小线圈端部15B与端壁2A之间的距离，即电动机11与逆变器21之间的距离，并进一步减小压缩机1的轴向长度。
以下将参考图6和图7描述根据本发明第二实施方式的电动压缩机41。在图6和图7中，对第一实施方式中的共用元件或部件使用相同的参考数字，并且将省略对用于第二实施方式的这些元件或部件的描述。第二实施方式与第一实施方式的不同在于，分别以密封式端子42和电动机线束47来替换第一实施方式的密封式端子22和电动机线束27。
参考图6，密封式端子42安装至电动机壳体2的端壁2A。密封式端子42具有端子基部42A和延伸穿过端子基部42A的传导件42B。端子基部42A的结构与第一实施方式的端子基部22A的结构相似。但是，传导件42B的长度小于第一实施方式的传导件22B的长度，并且传导件42B在配线通道9中仅延伸至位于逆变器21侧的线圈端部15B的恰好上方的位置。电动机线束47从电动机11的位于压缩机构31侧的线圈端部15A引出。电动机线束47具有从线圈端部15A的下部引出并沿电动机11的前侧向上延伸的引线48。引线48在配线通道9中进一步向后延伸并且引线48的后端连接至连接端子49(连接部)，该连接端子49连接至密封式端子42的传导件42B的端部。因而，电动机线束47的长度大于第一实施方式的电动机线束27的长度。
如图7所示，在上述压缩机41中，电动机11与逆变器21之间的连接是在电动机壳体2外部进行的。具体地，在将定子14安装至电动机壳体2内之后，将预先连接至定子14的电动机线束47穿过端壁2A的孔2C从电动机壳体2中拉出并连接至密封式端子42的传导件42B。然后，将密封式端子42***孔2C中并通过C形环23固定至电动机壳体2。
由此，较短的传导件42B和较长的电动机线束47使得压缩机41的轴向长度减小，并且能够在电动机壳体2外部容易地进行密封式端子42与电动机线束47之间的连接。
以下将参考图8和图9描述根据本发明第三实施方式的电动压缩机51。在图8和图9中，对图1至图7的第一实施方式和第二实施方式中的共用元件或部件使用相同的参考数字，并且将省略对用于第三实施方式的这些元件或部件的描述。第三实施方式与第二实施方式的不同在于，设置集束块52用于连接电动机线束57和密封式端子42。
参考图8，密封式端子42通过位于配线通道9后部的集束块52连接至电动机线束57。集束块52通过使用联接件53(见图9)固定地安装在定子14的外周表面上。电动机线束57具有连接至电动机11的位于压缩机构31侧的线圈端部15A的引线58以及设置在该引线58的端部处的连接端子59(连接部)。该连接端子59位于集束块52中。在压缩机51的组装过程中，首先将预先安装有集束块52的定子14安装至电动机壳体2中使得集束块52位于配线通道9的后部中。然后将密封式端子42安装至电动机壳体2的端壁2A使得密封式端子42的传导件42B***集束块52中并连接至连接端子59。由此完成电动机11的线圈端部15A与密封式端子42之间的连接。由于不需要将电动机线束57从电动机壳体2中拉出而进行连接，所以不同于第二实施方式的电动机线束47，电动机线束57的长度可以小于电动机线束47的长度。
如上所述，密封式端子42和电动机线束57在配线通道9中通过安装在定子14的外周表面上的集束块52来连接。在压缩机51的组装过程中，密封式端子42安装至电动机壳体2的端壁2A，同时实现密封式端子42与电动机11的线圈端部15A之间的电连接。因此，密封式端子42与电动机11的线圈端部15A之间的电连接变得容易而且连接所需的时间减少，由此使得压缩机51的制造成本的进一步降低。

Claims (8)

1.一种电动压缩机(1)，包括：
用于压缩制冷剂的压缩机构(31)；
用于驱动所述压缩机构(31)的电动机(11)；
用于控制所述电动机(11)的运转的逆变器(21)；
用于将所述电动机(11)电连接至所述逆变器(21)的电动机线束(27)，
电动机壳体(2)，所述电动机(11)和所述压缩机构(31)容置在所述电动机壳体(2)中；以及
密封式端子(22)，所述密封式端子(22)安装至所述电动机壳体(2)且具有传导件(22B)，所述传导件(22B)在所述电动机壳体(2)中在连接部(29)处连接至所述电动机线束(27)，
其中，所述压缩机构(31)、所述电动机(11)以及所述逆变器(21)沿所述压缩机(1)的轴向方向依序对准，所述压缩机构(31)和所述电动机(11)彼此以机械方式连接，所述电动机(11)具有第一线圈端部(15A)和第二线圈端部(15B)，所述第一线圈端部(15A)位于所述压缩机构(31)侧，而所述第二线圈端部(15B)位于所述逆变器(21)侧，
其特征在于，所述电动机线束(27)从所述第一线圈端部(15A)引出，并且
其中，所述电动机壳体(2)具有由所述电动机壳体(2)的内周表面和所述电动机(11)的外周表面限定的配线通道(9)，并且所述电动机线束(27)或所述传导件(22B)位于所述配线通道(9)中。
2.如权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述连接部(29)位于所述配线通道(9)中。
3.如权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述电动机(11)具有固定地安装至所述电动机壳体(2)的定子(14)，所述第一线圈端部(15A)从所述定子(14)朝向所述压缩机构(31)凸出，而所述第二线圈端部(15B)从所述定子(14)朝向所述逆变器(21)凸出。
4.如权利要求3所述的电动压缩机，其中，所述第一线圈端部(15A)从所述定子(14)凸出的长度大于所述第二线圈端部(15B)从所述定子(14)凸出的长度。
5.如权利要求4所述的电动压缩机，其中，所述电动机壳体(2)具有将所述电动机(11)与所述逆变器(21)隔离的端壁(2A)，并且所述密封式端子(22)安装至所述端壁(2A)。
6.如权利要求5所述的电动压缩机，进一步包括绝缘件(16)，所述绝缘件(16)位于所述电动机(11)的第二线圈端部(15B)与所述电动机壳体(2)的端壁(2A)之间。
7.如权利要求1所述的电动压缩机，其中，所述配线通道(9)用作将制冷剂引入所述压缩机构(31)中所经过的抽吸通道。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电动压缩机，进一步包括位于所述配线通道(9)中的集束块(52)，所述集束块安装在所述电动机(11)的外周表面上，其中，所述密封式端子和所述电动机线束通过所述集束块(52)连接。
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