電動壓縮機的管道結構的製作方法
2023-05-15 10:45:31 1
專利名稱：電動壓縮機的管道結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動壓縮機的空調器管道的管道結構的技術領域。
背景技術：
根據安裝在車輛動力艙中的空調器的具有變流電路的常規電動壓縮機，具有電氣開關元件、電容器等的所述變流電路密閉地容置於變流器罩殼中，使得保護變流電路免於遭受因為碰撞而導致的撞擊。在日本已公開專利申請No.2004-190525中示出了這種常規電動壓縮機的一個例子。
在常規電動壓縮機中，與高壓線束相連的高壓連接器從變流器罩殼的頂面突出。高壓連接器可操作以將高壓線束安裝在變流器罩殼上，以及將高壓線束從變流器罩殼上拆卸。在迎面碰撞中，被迫從車輛前方向後移動的散熱器或風扇護罩與高壓連接器接觸，這會損壞高壓連接器。
發明內容
根據本發明的一個或多個實施例，一種電動壓縮機的管道結構包括電動壓縮機，其設置在車輛的動力艙中，並且構造成由電池電源驅動以壓縮製冷劑；線束連接部分，其設置在所述電動壓縮機的頂面上，並且將線束電連接到所述電動壓縮機；以及空調器管道，其通過管道連接部分連接到所述電動壓縮機。所述空調器管道的至少一部分設置在所述電動壓縮機的上方以及所述線束連接部分的前方。這裡，儘管使用了術語「動力艙」，但是本發明不限於具有發動機的車輛，術語「動力艙」可以表示車輛中設置電動壓縮機的任何艙室，即使車輛沒有發動機，諸如電動車、燃料電池車等。此外，所述空調器管道可以為吸入製冷劑的空調器管道和排出製冷劑的空調器管道中的至少之一。
一種用於電動壓縮機的布管方法包括通過將空調器管道設置在位於電動壓縮機頂面上的線束連接部分的前方，保護所述線束連接部分免於遭受位於所述電動壓縮機前方的部件所造成的損壞。
根據下面的說明以及附圖可以理解本發明的其它方面和優點。
圖1是具有根據本發明一個或多個實施例的管道結構的電動壓縮機的前視圖。
圖2示出碰撞過程中的常規電動壓縮機。
圖3是具有根據本發明一個或多個實施例的管道結構的電動壓縮機的前視圖。
圖4是圖3所示電動壓縮機的側視圖。
圖5示出在碰撞過程中具有根據本發明一個或多個實施例的管道結構的電動壓縮機。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述本發明的示例性實施例。附圖中相同的部件由相同的附圖標記表示。
在本發明的實施例中，為了更全面地理解本發明，闡述了許多具體細節。然而，本領域的普通技術人員可以認識到，可以在沒有這些具體細節的情況下實施本發明。在其它情況下，為了避免使本發明不清楚，文中對於眾所周知的特徵沒有進行描述。
本說明書和權利要求書中的軸線是相對於車輛來說的，車輛中設置有根據本發明一個或多個實施例的電動壓縮機的管道結構。因此，「縱向」表示正常行駛的車輛的前後軸線，「橫向」表示地平面上的與縱軸線垂直的左右軸線。「豎直」表示與地平面垂直的上下軸線。因此，術語「向前」和「前方」表示沿車輛縱軸線向前的方向，術語「向後」和「後方」表示沿車輛縱軸線向後的方向，術語「向上」和「上方」表示沿車輛的豎直軸線向上的方向。
在常規的車輛空調器中，通常使用對壓縮製冷劑的壓縮機進行電動驅動的電動壓縮機。電動壓縮機對於不能(即使只是暫時不能)獲得發動機的動力以提供穩定的空氣調節的車輛，諸如電動車、混合動力車等是有效的。在常規空調器中，電動機通常由100V或更高的高壓電驅動，從而由電動機壓縮製冷劑。
在大多數情況下，車輛中的電動壓縮機固定在發動機的壁面上，位於動力艙的前部區域中，使用與常規帶驅動式壓縮機類似的電動壓縮機布局。這樣布置可以使用共用部件，從而節省成本。然而，在該情況下，電動壓縮機受到迎面碰撞的影響。
用在本文中，「動力艙」表示車輛中設置電動壓縮機的區域，這裡通常容置發動機或電動機。
車輛通常設計成這樣，在迎面碰撞中高壓電路被切斷，從而增強車輛因為碰撞而受損壞時的安全性。然而，由於在迎面碰撞中高壓切斷系統可能會失效，因此優選的是，高壓電路更不容易受到損壞。
舉例來說，根據日本已公開專利申請No.2004-190525中描述的車輛空調器的電動壓縮機，具有電氣開關元件和電容器等的變流電路密閉地容置於變流器罩殼中。採用這樣的構造，變流電路防碰撞的安全性得到改進。這改進了電動壓縮機的內部結構。
圖2示出碰撞過程中的常規電動壓縮機，其中具有線束20b和連接器20a的高壓線束20受到損壞。在碰撞過程中，諸如散熱器或風扇護罩等置於電動壓縮機10前方的部件90被迫從車輛前方向後移動，並且與連接器20a接觸，從而損壞高壓線束連接器20a。
也就是說，考慮到安裝和拆卸高壓線束20的操作，為電動壓縮機10供給高壓電的高壓線束20安裝在電動壓縮機10的頂面上。因為高壓線束沒有受到防碰撞保護，該位置在強度上比受罩殼保護的電動壓縮機10的內部要差。
在迎面碰撞中保護高壓線束或其連接器的一種方法涉及在線束的前表面上設置高強度支架，但是由於製造高強度支架所涉及的材料價格以及加工工作量都高於普通支架，因此加強的高壓線束可能是昂貴的。
另一種方法涉及將高壓線束或其連接器置於電動壓縮機與電動壓縮機後面的發動機之間的間隙中。然而，在汽車製造廠、修車廠等進行製造、維修的過程中安裝和拆卸連接器就變得非常困難。
圖1是具有根據本發明一個或多個實施例的管道結構的電動壓縮機1的前視圖。電動壓縮機的管道結構包括電動壓縮機1；高壓線束2；以及管道部分5，製冷劑從其排出。電動壓縮機1安裝在車輛上，並且構成空調器的製冷劑循環路線。
電動壓縮機1包括壓縮機電動機部分1a和變流器部分1b。壓縮機和電動機一體地容置在壓縮機電動機部分1a中。壓縮機電動機部分1a由電動機驅動，於是壓縮機電動機部分1a壓縮從蒸發器(未示出)排出的製冷劑，並且將製冷劑排入冷凝器(未示出)中。變流器部分1b設置在壓縮機電動機部分1a的頂面上。其上安裝有變流電路的印刷電路板容置在變流器部分1b中。變流電路將DC電流變換為三相AC電流。
高壓線束2包括線束連接部分2a和線束部分2b。線束連接部分2a安裝在變流器部分1b的頂面上，並且與變流器部分1b中的變流電路電連接。線束部分2b與高壓電池(未示出)連接，該高壓電池為車輛驅動電動機的驅動源。
管道部分5包括軟管部分5a、緊固(或鉚接)部分5b、空調器管道(「鋁管部分」)5c、管道連接部分(「連接部分」)5d以及管道安裝螺栓5e。軟管部分5a和鋁管部分5c通過緊固部分5b彼此連接。鋁管部分5c的末端通過固定在壓縮機電動機部分1a上的連接部分5d與壓縮機電動機部分1a的前表面相連。連接部分5d通過管道安裝螺栓5e固定在壓縮機電動機部分1a上。本領域的普通技術人員將認識到，可以為管道部分5c使用具有類似強度或更高強度的其它材料代替鋁。舉例來說，管道部分5c可以使用鋼或高強度熱塑性塑料。
鋁管部分5c從連接部分5d延伸到比壓縮機電動機部分1a的頂面更高的位置處，並且在高壓線束2的線束連接部分2a的豎直位置處沿橫向彎曲，線束連接部分2a位於車輛前方的一部分沿橫向延伸。其中製冷劑被吸入電動壓縮機的管道部分與排出製冷劑的管道部分5一起也與壓縮機電動機部分1a相連，但是為了簡單起見，下面將只描述排出製冷劑的管道部分5，而不示出和描述吸入製冷劑的管道部分。此外，本領域的普通技術人員將認識到，儘管這裡將圖1中的管道描述為製冷劑排出管5，但是作為製冷劑吸入管的管道也在本發明的範圍內。
在圖1所示電動壓縮機的管道結構中，管道部分5的鋁管部分5c置於高壓線束2的線束連接部分2a的前方。採用這樣的構造，在迎面碰撞過程中，碰撞負荷由鋁管部分5c承受，從而可以減少傳遞到線束連接部分2a的碰撞能量。根據本發明的一個或多個實施例，由於管道部分5已經是空調器的通用安裝部件，因此不需要增加部件數量。也就是說，因為作為空調器的必需部件的管道部分5吸收碰撞能量，因此可以在不增加額外部件的情況下減小對線束連接部分2a的損壞。
在迎面碰撞過程中，諸如散熱器和風扇護罩等位於電動壓縮機1前方的部件可能遭受損壞並撞擊電動壓縮機1，但是由於鋁管部分5c是採用鋁鑄件製成，因而鋁管部分5c具有較高的剛度。此外，即使鋁管部分5c遭受損壞，僅僅會導致製冷劑洩漏，這在安全性方面幾乎不會產生問題。
此外，鋁管部分5c的連接部分5d的前部沿橫向延伸。該構造使得可以進一步增強鋁管部分5c沿著車輛縱向的剛度，並且進一步減小對連接部分5d的損壞。
通常，空調器管道的中心部分為橡膠軟管，以便可以吸收發動機的振動。然而，在很多情況下，空調器管道的兩端為鋁管。在圖1所示電動壓縮機的管道結構中，注意到了這一點。鋁管部分置於高壓連接器的前方，從而使得諸如散熱器和風扇護罩等在碰撞過程中被迫向後移動的物體由鋁管部分承受，從而有助於保護高壓線束的線束連接部分免遭損壞。
根據本發明一個或多個實施例的電動壓縮機的管道結構具有下述優點中的一個或多個優點。
製冷劑流經與連接部分5d相連的鋁管部分5c。鋁管部分5c設置為在線束連接部分2a的前方延伸。用於接入電池電源的高壓線束2與線束連接部分2a相連。於是，在迎面碰撞過程中，碰撞負荷由鋁管部分5c承受，可以減少傳遞到線束連接部分2a的碰撞能量。此外，由於鋁管部分5c已經存在於車輛空調器中，因此不需要額外的部件。結果，可以在不增加成本的情況下保護線束連接部分2a免遭損壞。
由於鋁管部分5c的連接部分5d的前部沿橫向延伸，可以進一步增強鋁管部分5c沿著車輛縱向的剛度，並且更好地保護連接部分5d免遭損壞。
圖3是具有根據本發明一個或多個實施例的管道結構的電動壓縮機10的前視圖。在具有圖3所示管道結構的電動壓縮機10中，為圖1所示的實施例添加了支架5f和支架螺栓5g。
支架5f的上端支撐鋁管部分5c，支架5f的下端通過支架螺栓5g固定在壓縮機電動機部分1a的前表面上。如圖4所示，支架5f的板狀部件的兩端以兩重摺疊的方式彎曲，彎曲部分形成為沿著鋁管部分5c的外周延伸的圓形。鋁管部分5c的支撐部分的直徑t設定為大於線束連接部分2a的高度。
在支架5f中，從變流器部分1b的上前緣A到支架5f的最高點之間的豎直距離u設定為小於從變流器部分1b的上前緣A到高壓線束2的線束連接部分2a之間的縱向距離v。
在本發明的一個或多個實施例中，為了增強迎面碰撞過程中對高壓線束2的保護效果，使鋁管部分5c與線束連接部分2a之間的距離較大。在本發明的一個或多個實施例中，鋁管部分5c具有兩個固定點(連接部分5d和支架5f對鋁管部分5c的支撐點)，因此可以自由地選擇圖3所示距離m和n。根據本發明的一個或多個實施例，距離m和n中之一可以為零，高壓線束2的線束連接部分2a可以通過固定點的剛度而得到有效的保護。
將鋁管部分5c置於高壓線束2的線束連接部分2a的前方對於保護高壓線束2在迎面碰撞過程中免遭損壞是有效的。在嚴重碰撞的情況下，舉例來說，如圖4所示，存在如下可能性剛性部件9可能被迫向後移動距離s，此時部件9在線束連接部分2a正前方的位置處停止。這裡，剛度較低並且已經損壞的小碎片由鋁管部分5c承受，從而保護了線束連接部分2a。
由於支架5f的對鋁管部分5c進行支撐的支撐部分的直徑為t，當碰撞能量較大時，剛性部件9使支架5f塑性變形，剛性部件被迫向後移動的距離有效地變為s-v。
根據本發明的一個或多個實施例，支架5f的最高點與變流器部分1b的上前緣A之間的豎直距離u設定為小於從高壓線束2的線束連接部分2a到上前緣A之間的距離v。此外，支架5f的對鋁管部分5c進行支撐的支撐部分的直徑t設定為大於線束連接部分2a的高度。
因此，如圖5所示，即使碰撞能量較大並且剛性部件9向後移動的距離不可抑制，剛性部件9也會靠在支架5f上，從而可以避免剛性部件9與線束連接部分2a接觸，並且保護線束連接部分2a免遭損壞。此外，碰撞能量可以由支架5f的塑性變形吸收。因此，在沒有支架5f的情況下部件9受迫向後移動距離s，與此相比，通過設置支架5f可以將部件9的後退量抑制為距離s或更小。
在本發明的一個或多個實施例中，支架5f包圍鋁管部分5c的外周，並且支架5f的兩端固定在壓縮機電動機部分1a上。可以採用釺焊或鉚接作為利用支架支撐空調器管道的方法。支架5f包圍鋁管部分5c的外周，並且支架5f的兩端固定在車體上。採用這樣的構造，即使在碰撞中承受到較高的碰撞負荷並且支架5f的塑性變形量較大，也可以降低鋁管部分5c從支架5f中脫出並且與高壓線束2的線束連接部分2a接觸的可能性。
根據本發明的一個或多個實施例，電動壓縮機10的管道結構具有如下優點中的一個或多個優點。
由於支撐鋁管部分5c的支架5f置於線束連接部分2a的前方，因此可以增大鋁管部分5c的支撐剛度，鋁管部分5c可以吸收更多的碰撞能量。
由於鋁管部分5c的位於連接部分5d與支架5f之間的部分相對於車輛置於線束連接部分2a的前方，因此，支架5f用作在迎面碰撞過程中保護線束連接部分2a的加強部件，並且可以減少對線束連接部分2a的損壞。
支架5f圍繞鋁管部分5c的外周至少包圍一圈，並且支架5f的兩端為固定在電動壓縮機10的壓縮機電動機部分1a上的板狀部件。因此，即使支架5f在碰撞中承受到較高的碰撞負荷並且支架5f的塑性變形量較大，也可以降低鋁管部分5c從支架5f中脫出並且與高壓線束2的線束連接部分2a接觸的可能性。
即使支架5f因為迎面碰撞而向後塑性變形，支架5f與線束連接部分2a之間的間隙也可以可靠地用作避免接觸的裕量。因此，即使支架5f由於塑性變形而被迫向後移動，也可以避免與線束連接部分2a接觸。
支架5f的最高點與電動壓縮機10的上前緣A之間的豎直距離u設定為小於從電動壓縮機10的上前緣A到高壓線束2的線束連接部分2a之間的距離v。因此，可以將支架5f向後塑性變形的距離抑制為u或更小，並且可以避免與線束連接部分2a接觸。
由於支架5f的對鋁管部分5c進行支撐的支撐部分的直徑設定為大於線束連接部分2a的高度，因此在迎面碰撞過程中，部件9通常使支架5f塑性變形並且靠在支架5f的頂面上。即使支架5f受迫進一步向後移動，也可以更可靠地避免與線束連接部分2a接觸。
根據本發明的一個或多個實施例，排出製冷劑的空調器管道可以置於線束連接部分的前方，而吸入製冷劑的空調器管道不是如此，或者排出製冷劑的空調器管道以及吸入製冷劑的空調器管道可以都相對於車輛置於線束連接部分的前方。根據本發明的一個或多個實施例，可以設置多個用於支撐空調器管道的支架。
在根據本發明一個或多個實施例的電動壓縮機的管道結構中，空調器管道的至少一部分設置在電動壓縮機的上方以及線束連接部分的前方。因此，根據本發明一個或多個實施例，在迎面碰撞過程中，碰撞所產生的碰撞負荷可以由空調器管道承受，可以減少傳遞到線束連接部分的碰撞能量。此外，根據本發明一個或多個實施例，由於空調器管道是車輛空調器的必需部件，因此與常規結構相比，不需要額外的部件。也就是說，由於作為空調器的必需部件的空調器管道吸收碰撞能量，因此可以在不增加額外部件的情況下減小對線束連接部分的損壞。結果，可以保護線束連接部分免遭損壞。
由於上述實施例是基於通常安裝在電動車輛(EV)或混合動力車輛(HEV)中的電動壓縮機進行描述的，因而本領域技術人員可以容易地推定所述車輛是EV或HEV。然而，由於甚至是在具有發動機的車輛中壓縮機也可以是電動操作的，因而本發明也可以應用於具有發動機的車輛。
雖然上面已經結合數量有限的實施例描述了本發明，但是本領域的技術人員在得益於該發明的公開內容之後將認識到，可以設計出不脫離本文所公開的本發明的範圍的其它實施例。因此，本發明的範圍只受所附權利要求書的限制。
本申請要求2006年6月22日提交的日本專利申請No.2006-172123的優先權，該申請的全部內容以引用的方式併入本文。
權利要求
1.一種電動壓縮機的管道結構，包括電動壓縮機，其設置在車輛的動力艙中，並且構造成由電池電源驅動以壓縮製冷劑；線束連接部分，其設置在所述電動壓縮機的頂面上，並且將線束電連接到所述電動壓縮機；以及空調器管道，其通過管道連接部分連接到所述電動壓縮機，其中，所述空調器管道的至少一部分設置在所述電動壓縮機的上方以及所述線束連接部分的前方。
2.根據權利要求1所述的電動壓縮機的管道結構，其中，所述空調器管道的至少一部分橫向延伸，並且所述橫向延伸的至少一部分置於所述線束連接部分的前方。
3.根據權利要求1所述的電動壓縮機的管道結構，其中，所述電動壓縮機包括支撐所述空調器管道的支架。
4.根據權利要求3所述的電動壓縮機的管道結構，其中，所述空調器管道的位於所述管道連接部分與所述支架之間的一部分置於所述線束連接部分的前方。
5.根據權利要求4所述的電動壓縮機的管道結構，其中，所述支架圍繞所述空調器管道的外周至少包圍一圈，並且所述支架的兩端為固定在所述電動壓縮機上的板狀部件。
6.根據權利要求3所述的電動壓縮機的管道結構，其中，所述支架設置為在向後塑性變形時保持與所述線束連接部分之間的間隙，從而使得在迎面碰撞過程中可以避免所述支架與所述線束連接部分之間的接觸。
7.根據權利要求6所述的電動壓縮機的管道結構，其中，所述支架設置在所述電動壓縮機的前表面上，並且所述支架的最高點與所述電動壓縮機的頂面之間的豎直距離小於所述線束連接部分與所述電動壓縮機的上前緣之間的距離。
8.根據權利要求7所述的電動壓縮機的管道結構，其中，所述支架的包圍所述空調器管道的一部分的直徑大於所述線束連接部分的豎直高度。
9.一種用於電動壓縮機的布管方法，包括通過將空調器管道設置在位於電動壓縮機頂面上的線束連接部分的前方，保護所述線束連接部分免於遭受位於所述電動壓縮機前方的部件所造成的損壞。
全文摘要
本發明公開一種電動壓縮機的管道結構，包括電動壓縮機，其設置在車輛的動力艙中，並且構造成由電池電源驅動以壓縮製冷劑；線束連接部分，其設置在所述電動壓縮機的頂面上，並且將線束電連接到所述電動壓縮機；以及空調器管道，其通過管道連接部分連接到所述電動壓縮機。所述空調器管道的至少一部分設置在所述電動壓縮機的上方以及所述線束連接部分的前方。
文檔編號F04B39/00GK101092950SQ200710106188
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月22日 優先權日2006年6月22日
發明者南健一郎 申請人:日產自動車株式會社