CN103703248B - 包括内置固定装置的模块化电动压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动压缩机（7），包括：压缩机构（3）；驱动压缩机构（3）的电马达（2），所述电马达具有旋转轴线（X）；电马达（2）供电逆变器（1），所述逆变器（1）安装在逆变器壳体（10）中。压缩机构（3）安装在压缩壳体（30）中，而电马达（2）安装在壳体（20）中，该壳体沿旋转轴线（X）纵向地延伸且具有第一端（20P），该第一端通过在马达壳体（20）内延伸的多个紧固装置（5）连接至逆变器壳体（10）。压缩机的特征在于，马达壳体（20）包括第二端（20S），该第二端相对于电马达（2）与第一端（20P）相对，且通过不同于上述紧固装置（5）的多个固定装置（6）连接至压缩壳体（30）。

Description

包括内置固定装置的模块化电动压缩机

技术领域

本发明的技术领域是电动压缩机的技术领域，机动车辆装备有电动压缩机，例如以使制冷剂在车辆空气调节回路中循环。

背景技术

电动压缩机通常包括压缩机构，由电马达驱动，以便对空调回路中的制冷剂加压。为了给电马达供电，压缩机还包括逆变器，以将机动车辆的电能转换为适于压缩机的马达的电能。例如，逆变器设计为将单相电流转换为三相电流。

这样的压缩机在领域内已知。文献JP2003-343438A披露了一种电动压缩机（未示出），包括压缩机构安装在其中的压缩壳体、电马达安装在其中的马达壳体、和逆变器安装在其中的逆变器壳体。为了将壳体链接在一起，壳体的外表面包括紧固凸缘，所述紧固凸缘设计为允许紧固螺钉通过。紧固螺钉由此用于将马达壳体的紧固凸缘牢固地附连至逆变器壳体的紧固凸缘。紧固凸缘从壳体的外表面突出，这增加电动压缩机的体积。此外，突出的紧固凸缘可接触马达的其他部件并损坏它们，这是缺点。

为了消除这些缺点的至少一些，已经提出将壳体通过在壳体内延伸的紧固螺钉紧固至彼此。图1示出电动压缩机的横截面图，如在文献JP2005-291004中描述，其中，容纳逆变器1的逆变器壳体10、容纳电马达2的马达壳体20和容纳压缩机构3的压缩壳体30通过使用长的紧固螺钉4链接至彼此，所述螺钉在马达壳体20内延伸。

长的紧固螺钉具有许多缺点。与短螺钉相比，它们具有更高的制造成本。此外，在它们的制造期间，紧固螺钉经历热硬化步骤，其产生残余表面张力，所述残余表面张力是紧固装置的长度的函数，且导致紧固制造的弯曲或屈曲。紧固螺钉越长，越难制造。

发明内容

本发明的目的是通过改变压缩机的组装而消除上述缺点中的至少一些。这有利地使得可以在不必使用非常长的紧固螺钉的情况下组装压缩机。

为此，本发明涉及一种电动压缩机，包括压缩机构；驱动压缩机构的电马达，所述电马达具有旋转轴线；为所述电马达供电的逆变器，逆变器安装在逆变器壳体中，压缩机构安装在压缩壳体中，电马达安装在一壳体中，该壳体沿旋转轴线纵向地延伸且具有第一端，该第一端通过在马达壳体内延伸的多个紧固装置链接至逆变器壳体，在压缩机中，马达壳体具有第二端，该第二端相对于电马达与第一端相对，通过不同于紧固装置的多个固定装置链接至压缩壳体。

通过不同的紧固和固定装置组装压缩机使得可以利用短的装置，其具有低的制造成本和容易的制造方法。

优选地，每个紧固装置具有纵向长度，其小于马达壳体的纵向长度。这样的紧固装置具有明显降低的长度，这是有利的。

优选地，所述多个固定装置在压缩壳体内延伸。压缩机不具有任何突出的零件，且由此具有小的体积。

优选地，马达壳体的第二端具有横向平基部的形式，所述基部包括用于定位紧固装置的多个纵向腔室。

由此，当紧固装置定位在其腔室中时，所述紧固装置在马达壳体中纵向地取向。

有利地，每个紧固装置包括延伸到马达壳体的孔中的本体和与纵向定位腔室的底部邻接的头部。

定位腔室有利地使得可以限制紧固装置的长度，这是有利的。

根据本发明的一方面，马达壳体的第二端具有横向平基部的形式，所述基部包括用于接收固定装置的多个开孔。

固定装置通过基部被接收，而紧固装置被引入到基部中。通过形成用于固定和紧固装置的紧固接口，基部有利地确保压缩机组件的优化的机械紧固。

优选地，至少一个开孔在基部中形成在两个连续腔室之间，以便将紧固装置和固定装置分布在基部上。有利地，紧固装置不会干扰固定装置。

更优选地，马达壳体的第二端具有横向平基部的形式，所述基部包括至少一个贯穿开口，其设置为将制冷剂朝向压缩器件引导。基部有利地提供用于引导制冷剂的功能，而不与紧固和固定装置干扰。

优选地，紧固装置的直径小于固定装置的直径。

考虑到逆变器壳体中的压力低于压缩壳体中的压力，可以使用小尺寸和体积的紧固装置。

更优选地，紧固装置的数量小于固定装置的数量。

考虑到逆变器壳体中的压力低于压缩壳体中的压力，可以使用受限数量的紧固装置。这有利地使得可以限制压缩机的重量。

根据本发明的另一个特征，逆变器壳体包括多个瘤状部，其纵向地延伸到马达壳体中，每个瘤状部包括攻丝孔，用于接收紧固装置。

瘤状部有利地使得可以限制紧固装置的长度，这是有利的。这还避免使瘤状部延伸到逆变器壳体的腔室中，并占据用于安装逆变器（特别是逆变器印刷电路板）可用的空间。

优选地，瘤状部与马达壳体的内周边接触。瘤状部由此使得逆变器壳体可以相对马达壳体被设置于中心。

附图说明

通过阅读以下仅作为示例和参考附图给出的描述将更好地理解本发明，在附图中：

图1是根据现有技术的电动压缩机的截面图；

图2是图1的压缩机沿平面A-A截取的横向截面图；

图3是根据本发明的电动压缩机的轴向截面图；

图4是图3的压缩机的在平面B-B上的横向截面图；

图5是图3的压缩机的压缩壳体和马达壳体之间的接口的放大图；

图6是图3的压缩机的逆变器壳体和马达壳体之间的接口的放大图；

图7是根据本发明的压缩机的逆变器壳体和马达壳体之间的接口的横向截面图；

图8是根据本发明的压缩机的压缩壳体和马达壳体之间的接口的横向截面图。

具体实施方式

根据本发明的电动压缩机7将在以下描述，用于使制冷剂在机动车辆的空调回路中循环。不必说，电动压缩机可用于压缩不同种类的流体，且电动压缩机7可安装在任何类型的装置上，移动的和静态的都可。

参考图3，根据本发明的电动压缩机7包括压缩机构3；驱动压缩机构3的电马达2，所述电马达2具有旋转轴线X（图3）；以及为所述电马达2供电的逆变器。逆变器1安装在逆变器壳体10中，且压缩机构3安装在压缩壳体30中。电马达2安装在马达壳体20中，所述马达壳体沿旋转轴线X纵向地延伸。马达壳体20由铝或铝合金制成，其是中空圆形形式，包括界定内部容积的周边壁，该容积在一侧通过第一端20P终止，在另一侧通过第二端20S终止。这两个端部20P、20S在压缩机7的其他部件被安装之前是打开的。第一端20P通过多个紧固装置5链接至逆变器壳体10，而第二端20S（相对于电马达2与第一端20P相对）通过多个固定装置6链接至压缩壳体30。

压缩机构3是压缩蜗壳式或离心式或甚至活塞式的，这些例子通过图示给出，而不以任何方式限制本发明的范围。逆变器10将源自车辆（特别是来自电池）的直流电转换为可变频率的正弦电流，为电马达2供电。

如图3和4所示，马达2包括定子2A，定子2A具有完全圆的周边，牢固地安装在马达壳体20中；和转子2B，牢固地附连至马达2的轴，所述转子在定子2A内旋转。换句话说，定子2A以固定的方式布置在转子2B之外。定子2A的圆形形式是有利的，因为其限制磁损失且优化马达2的效率。在此之后，术语“内”和“外”相对于马达2的轴线X径向地限定。由此，轴向柱体包括朝向轴线转动的内表面和与其内表面相对的外表面。

参考图4，马达壳体20在其内周边上包括多个凸起23，所述凸起与定子2A的圆周边接触。在该例子中，凸起23具有径向齿的形式，在马达壳体20的内壁上起源，其端部是弯曲的，以便沿表面支承在定子2A的圆周边上。凸起23分布在马达壳体20的周边上，以将马达2牢固地固定在其壳体20内。

马达壳体20在其内周边上且在两个连续凸起23之间包括多个孔24，每个孔中延伸有紧固装置5，如图4所示。在该例子中，每个紧固装置5在马达壳体20内延伸，以便不形成在压缩机7之外的突出部分。压缩机7由此是紧凑的。在该例子中，单个紧固装置5在两个连续凸起23之间延伸，但不必说，更多数量的这种装置可用在两个连续凸起23之间。紧固装置5由此完全内接于马达壳体20的与凸起23一致测量的厚度内，也就是说，凸起23的径向厚度。

可以在图4中看出，马达壳体20还在其内周边上和在两个连续的凸起之间包括多个凹部22，所述凹部的功能是允许制冷剂沿马达2的轴线X的方向循环。

如图3所示，马达壳体20包括制冷剂吸入孔21，该制冷剂吸入孔在电马达2和逆变器壳体10之间露出，以便将制冷剂F引入到马达壳体20中。该吸入孔21具有喷嘴和通孔的形式，该喷嘴从马达壳体20径向向外地延伸，该通孔形成在马达壳体20的壁中，与喷嘴对齐。凹部22适用于在马达壳体20的内周边和定子2A的外周边之间引导制冷剂F。该引导具有足够的孔截面以使得可以通过制冷剂F的循环冷却定子2A，而没有导致任何压头损失。有利地，紧固装置5和马达2的定子2A不会干扰制冷剂F的循环，这保证制优化的冷剂流。

由于在定子2A之外的径向凸起23的存在，环形空间有利地形成在马达壳体20的周边和定子2A的周边之间，以便允许孔24和凹部22的形成，这使得可以一方面紧固压缩机7且另一方面制冷剂F循环。

马达壳体20的第二端20S具有横向平基部28的形式，如图8所示。在该例子中，基部28包括用于定位紧固装置5的多个纵向腔室25，设置为将凹部22中循环的制冷剂流朝向压缩壳体30引导的多个贯穿开口27，和纵向地形成在基部28中的多个开孔26，该开孔用于接收固定装置6以便将压缩壳体30固定到马达壳体20。

更具体地参考图5，纵向腔室25形成在基部28的周边上，孔24形成在每个纵向腔室25的延伸部中。优选的，每个紧固装置5包括延伸到孔24中的纵向本体51和与纵向定位腔室25的底部邻接的头部52。在该例子中，紧固装置5采取紧固螺钉的形式，其本体51带有螺纹，以便能够延伸到孔24中，并旋拧到逆变器壳体10的瘤状部11中，如将在以下描述的。由此，每个紧固装置5延伸到马达壳体20的孔24中。每个纵向腔室25具有圆形形式的横截面，其适于紧固装置5的头部52的直径，如图5所示，本体51延伸进入的孔24的横截面小于纵向腔室25的横截面。纵向腔室25的轴向长度有利地使得可以限制紧固装置5的本体51的长度。实际上，紧固装置5的纵向长度短于马达壳体20的纵向长度，这是由于纵向腔室25的存在，所述纵向腔室在马达壳体20的容积内延伸，且使得紧固装置5的头部52与定位在马达壳体20内的壁邻接。

如前所述，在紧固装置5制造期间，其经历热硬化步骤，热硬化步骤产生作为紧固装置的长度的函数的残余表面张力。紧固螺钉越短，越容易制造。

仍参考图5，压缩壳体30包括平表面部分30P，横向于马达轴线X延伸，其与基部28的平表面接触，以便相对于在马达壳体20和压缩壳体30中循环的制冷剂F形成密封。由此不需要提供用于每个紧固装置5的独立垫圈，从压缩壳体30至马达壳体20的链接确保密封紧密性而无需附加的器件。

如图8所示，基部28的所述多个贯穿开口27有利地使得通过吸入孔21进入的制冷剂F朝向压缩壳体30引导。马达壳体20的凹部22适于从吸入孔21引导制冷剂F至基部28的贯穿开口27，以在马达壳体20内形成导管，其孔截面足以限制压头损失。在该例子中，贯穿开口27纵向地延伸，并具有轴向截面，该轴向截面具有形成在基部28上的圆弧形，在距马达2的轴线X的同一径向距离处（图8）。不必说，贯穿开口27可采取各种形式，以便优化地校准马达壳体20内的制冷剂的压力的标定。

基部28的开孔26纵向地延伸，以接收固定装置6，用于将压缩壳体30固定至马达壳体20。固定装置6在压缩壳体30中的压缩机内延伸。优选地，每个固定装置6包括至少部分地延伸到开孔26中的纵向本体61和与压缩壳体30的横向面邻接抵靠的头部62。在该例子中，固定装置6采取紧固螺钉的形式，其本体61带有螺纹，以便能够旋拧到基部28的开孔26中。开孔26分布在基部28上，且优选地，与定位腔室25交叉。优选地，至少一个开孔26形成在在基部28中，在两个连续腔室25之间，以便将紧固装置5和固定装置6分布在基部28上。

根据本发明的压缩机7是模块化的。逆变器壳体10和马达壳体20在第一步骤期间通过紧固装置5牢固地附连。然后，马达壳体20和压缩壳体30在第二步骤期间通过固定装置6牢固地附连。这样的安装实施简单，且使得可以得益于模块化构造，其中，每个模块可被独立地设计、测试和验证。此外，这有利地使得可以仅利用短长度的紧固和固定装置，其是廉价的且具有更好的寿命。

马达壳体20的基部28有利地实现链接接口功能，通过一方面使得可以引入紧固装置5和另一方面接收固定装置6。基部28还允许制冷剂F在马达壳体20和压缩壳体30之间循环。

考虑到马达壳体20中的压力低于压缩壳体30中的压力，固定装置6必须提供比紧固装置5提供的保持更好的保持。为此，为了限制压缩机7的总质量和其体积，紧固装置5的直径可小于固定装置6的直径，紧固装置5的数量可小于固定装置6的数量。

参考图3、6和7，逆变器壳体10包括多个瘤状部11，其是大体管形形式的，与马达壳体20的内周边接触，其在马达壳体20内纵向地延伸，每个瘤状部11包括孔12，用于接收紧固装置5。在该例子中，接收孔12是盲孔且被攻丝，以便接收紧固装置5的螺纹本体51的端部。

逆变器壳体10的瘤状部11有利地实现双重功能。首先，它们使得可以相对于马达壳体20准确地定位逆变器壳体10，在它们与马达壳体20的内周边接触的情况下。其次，它们使得可以通过限制紧固装置5的长度紧固两个壳体10、20。实际上，以定位腔室25从第二端20S朝向马达壳体20的中心延伸的方式，凸起11从第一端20P朝向马达壳体20的中心延伸，以便限制紧固装置5的纵向长度。本体51越短，越容易制造。

此外，考虑到瘤状部11在马达壳体20内纵向地延伸，在逆变器壳体10中的逆变器1的电子部件可用的空间是大的，且允许安装用于逆变器1的印刷电路板，其尺寸基本等于逆变器壳体10的横截面的尺寸。

Claims (10)

1.一种电动压缩机(7)，包括压缩机构(3)、驱动压缩机构(3)的电马达(2)，所述电马达具有旋转轴线(X)，为所述电马达(2)供电的逆变器(1)，所述逆变器(1)安装在逆变器壳体(10)中，所述压缩机构(3)安装在压缩壳体(30)中，电马达(2)安装在壳体(20)中，该壳体(20)沿旋转轴线(X)纵向地延伸且具有第一端(20P)，该第一端通过在马达壳体(20)的内部容积内延伸的多个紧固装置(5)连接至逆变器壳体(10)，其特征在于，马达壳体(20)具有第二端(20S)，该第二端相对于电马达(2)与第一端(20P)相对，通过不同于紧固装置(5)的多个固定装置(6)连接至压缩壳体(30)。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中，每个紧固装置(5)具有纵向长度，所述纵向长度小于马达壳体(20)的纵向长度。

3.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述多个固定装置(6)在压缩壳体(30)内延伸。

4.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，马达壳体(20)的第二端(20S)具有横向平基部(28)的形式，所述基部(28)包括用于定位紧固装置(5)的多个纵向腔室(25)。

5.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，马达壳体(20)的第二端(20S)具有横向平基部(28)的形式，所述基部(28)包括用于接收固定装置(6)的多个开孔(26)。

6.如权利要求4所述的压缩机，其中，所述基部(28)包括用于接收固定装置(6)的多个开孔(26)，且至少一个开孔(26)在基部(28)中形成在两个连续的腔室(25)之间。

7.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，马达壳体(20)的第二端(20S)具有横向平基部(28)的形式，所述基部(28)包括至少一个贯穿开口(27)，所述贯穿开口设置为将制冷剂(F)朝向压缩机构(3)引导。

8.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，紧固装置(5)的直径小于固定装置(6)的直径。

9.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，紧固装置(5)的数量小于固定装置(6)的数量。

10.如权利要求1或2所述的压缩机，其中，逆变器壳体(10)包括多个瘤状部(11)，所述瘤状部纵向地延伸到马达壳体(20)中，每个瘤状部(11)包括攻丝孔(12)，用于接收紧固装置(5)。