馬達驅動壓縮機和空調的製作方法
2023-12-13 00:19:12 4
馬達驅動壓縮機和空調的製作方法
【專利摘要】本發明涉及馬達驅動壓縮機和空調。在一個實施方式中，提供一種馬達驅動壓縮機，其包括殼體組件、壓縮機構、電動馬達、排出口、出口、排出通道、排出閥以及閥裝置。壓縮機構容置在殼體組件中。電動馬達驅動壓縮機構。排出室形成在殼體組件中。排出口形成在殼體組件中以便使排出室與壓縮機構之間連通。出口形成在殼體組件中以便與外部管路連通。排出通道形成在殼體組件中以便使排出室與出口之間連通。排出閥設置在排出室中以便打開和關閉排出口。閥裝置（60、70、75）構造成調節排出通道的開度。
【專利說明】 馬達驅動壓縮機和空調
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種馬達驅動壓縮機，該馬達驅動壓縮機包括殼體、容置在殼體中的壓縮機構、以及構造成驅動壓縮機構的電動馬達，並且本發明還涉及一種空調，該馬達驅動壓縮機連接在該空調中。
【背景技術】
[0002]日本特許申請公報N0.8-258548公開了一種熱泵系統，在該熱泵系統中，形成製冷循環的一部分的馬達驅動壓縮機應用於熱泵以用於加熱。參照示出了根據【背景技術】的熱泵系統80中的製冷劑迴路的圖5，從熱泵系統80的馬達驅動壓縮機81排出的製冷劑通過選擇閥82流動至外部熱交換器83—如通過虛線箭頭Yl標示的，在該外部熱交換器83處製冷劑被冷凝。隨後，製冷劑通過膨脹閥84被減壓並且在內部熱交換器85中被蒸發，因此通過由蒸發而冷卻的空氣實現了內部空間的冷卻。隨後，製冷劑流動通過選擇閥82和收集器86並且返回至馬達驅動壓縮機81。
[0003]另一方面，在系統的加熱操作期間，從馬達驅動壓縮機81排出的製冷劑流動通過選擇閥82並且被內部熱交換器85冷凝，如實線箭頭Y2所標示的。內部空間的加熱通過由在內部熱交換器85中的熱交換而加熱的空氣來實現。隨後，製冷劑通過膨脹閥84而減壓、通過外部熱交換器83蒸發、流動通過選擇閥82和收集器86並且返回至馬達驅動壓縮機81。
[0004]根據上述公報，當馬達驅動壓縮機81在熱泵中使用以用於加熱時，在馬達驅動壓縮機81的加熱操作期間(在具體狀況下)，從馬達驅動壓縮機81排出的製冷劑導致了傳送至內部熱交換器85的排出脈動。通過管路傳遞至內部熱交換器85的排出脈動導致了在車輛內部中的噪聲的產生。為了減小排出脈動，可以這樣設置，使得在馬達驅動壓縮機81中馬達室兼作排出室。然而，在高壓壓縮的製冷劑被引入至馬達室的這種結構中，電動馬達幾乎不被冷卻。在具有永磁體的電動馬達中，電動馬達的永磁體幾乎不被冷卻從而被消磁，使得電動馬達的性能被劣化並且減小了馬達的扭矩。因此，電動馬達的性能被劣化。為了減小製冷劑的排出脈動，馬達驅動壓縮機81的排出室可以形成有增大的容積。不過這種排出室增大了馬達驅動壓縮機81的尺寸並且影響了壓縮機在車輛中的安裝容易度。
[0005]本發明旨在提供一種構造成減小具體狀況下的製冷劑的排出脈動的馬達驅動壓縮機。
【發明內容】
[0006]根據本發明，馬達驅動壓縮機包括殼體組件、壓縮機構、電動馬達、排出口、出口、排出通道、排出閥以及閥裝置。壓縮機構容置在殼體組件中。電動馬達驅動壓縮機構。排出室形成在殼體組件中。排出口形成在殼體組件中以便連通在排出室與壓縮機構之間。出口形成在殼體組件中以便與外部迴路連通。排出通道形成在殼體組件中以便連通在排出室與出口之間。排出閥設置在排出室中以便打開和關閉排出口。閥裝置構造成調節排出通道的開度。
[0007]通過以下結合以示例方式示出本發明的原理的附圖而進行的說明，本發明的其他方面和優點將變得明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]參照目前優選的實施方式的下列描述以及附圖，可以更好地理解本發明及其目的和優點，在附圖中:
[0009]圖1為示出了根據優選實施方式的馬達驅動壓縮機和製冷迴路的示意性性縱向截面圖，其中該馬達驅動壓縮機連接在該製冷迴路中；
[0010]圖2A為示出了設置在圖1的馬達驅動壓縮機中的電操作閥的部分放大的示意性局部圖；
[0011]圖2B為示出了形成在馬達驅動壓縮機中的連通孔被限制的狀態的圖2A的電操作閥的部分放大的示意性局部圖；
[0012]圖3為示出了根據另一實施方式的設置在馬達驅動壓縮機中的電磁閥的部分放大的示意性局部圖；
[0013]圖4A為示出了根據又一實施方式的設置在馬達驅動壓縮機中的電操作閥的部分放大的示意圖；
[0014]圖4B為示出了形成在馬達驅動壓縮機中的連通孔被限制的狀態的圖4A的電操作閥的部分放大的示意圖；以及
[0015]圖5為示出了根據【背景技術】的製冷迴路的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將參照圖1和圖2對根據本發明的安裝在電動車輛上的電動渦旋壓縮機的優選實施方式進行描述。參照圖1，附圖標記10總體代表渦旋壓縮機10，該渦旋壓縮機10為馬達驅動壓縮機並且具有殼體組件11。該殼體組件11包括通過螺栓B緊固在一起的第一殼體IlA和第二殼體18。第一殼體IlA形成為在其一端處帶底的筒體,並且第二殼體18形成為在其一端處具有外罩的筒體。逆變器外罩12在第一殼體IlA的與第二殼體18相反的端部處固定至第一殼體11A，從而在逆變器外罩12與第一殼體IlA之間形成容置空間13。在容置空間13中設置有逆變器56。
[0017]在第一殼體IlA中形成有入口 14，待壓縮的流體(製冷劑)通過入口 14被引入至潤旋壓縮機10中。在第一殼體IlA中固定地設置有分隔壁25從而形成殼體組件11的一部分。在殼體組件11中通過分隔壁25而形成有馬達室24。旋轉軸15通過由分隔壁25保持的第一軸承16在旋轉軸15的一端處並且通過由第一殼體IlA的縱向後端保持的第二軸承17在旋轉軸15的另一端處以能夠旋轉的方式支撐在第一殼體IlA中。密封構件22配裝在分隔壁25的內周表面中以密封在旋轉軸15的外周表面與分隔壁25的內周表面之間。
[0018]是內部永磁體轉子的轉子20固定地安裝在旋轉軸15上以用於與旋轉軸15 —起旋轉。定子21固定至第一殼體IlA的內周表面從而圍繞轉子20。根據優選實施方式，旋轉軸15、轉子20以及定子21配合以形成容置在馬達室24中的電動馬達23。電動馬達23的操作通過逆變器56來控制。[0019]偏心銷H在偏離於旋轉軸15的中心軸線L的位置處從旋轉軸15的一端突出並且以能夠旋轉的方式支撐襯套26，該襯套26形成為在襯套26的一端處帶底的筒體。動渦旋27由旋轉軸15在其一端處以能夠繞轉的方式支撐。動渦旋27包括盤形端板27A、螺旋壁27B以及筒形支撐部27C。螺旋壁27B從端板27A朝向第二殼體18延伸。筒形支撐部27C從端板27A朝向分隔壁25延伸並且對以能夠旋轉的方式支撐襯套26的第三軸承29進行支撐。旋轉軸15的旋轉使襯套26隨著偏心銷H、與旋轉軸15的旋轉一致地圍繞中心軸線L進行繞動運動。
[0020]多個抗旋轉元件42 (在圖1中僅示出了一個抗旋轉元件42)配裝在分隔壁25中。端板27A在其中形成了孔41，該抗旋轉元件42插入在孔41中以防止動渦旋27圍繞偏心銷H的軸線旋轉。定渦旋31在分隔壁25的與第二殼體18相鄰的一側上固定至分隔壁25的端表面從而面對動渦旋27。定渦旋31包括盤狀端板31A和螺旋壁31B。螺旋壁31B從端板31A朝向動渦旋27的端板27A延伸。動渦旋27的螺旋壁27B和定渦旋31的螺旋壁31B彼此接合從而在動渦旋27與定渦旋31之間形成壓縮室33。根據優選實施方式，用作本發明的壓縮機構的這種渦旋型壓縮機構19容置在殼體組件11中，並且電動馬達23構造成驅動壓縮機構19。
[0021]在定渦旋31的外周壁31D與動渦旋27的螺旋壁27B的最外側周邊之間形成有吸入室35，製冷劑通過吸入室35吸入至壓縮室33。在定渦旋31的端板31A與第二殼體18之間形成有排出室34。在端板31A的中心處通過定渦旋31形成有排出口 31C以使壓縮室33與排出室34之間連通。
[0022]呈簧片閥形式的排出閥40在排出室34側上固定至端板31A的端表面，或者設置在排出室34中，以用於打開和關閉排出口 31C。排出閥40在壓縮室33的壓力增大至預定值之前關閉排出口 31C，並且排出閥40在壓縮室33的壓力達到預定值時打開。第二殼體18包括:與定渦旋31和第一殼體IlA的開口端接觸的外周壁18A、與外周壁18A —體地形成的外罩部18B、以及與外罩部18B —體地形成的筒部18C。在第二殼體18的筒部18C中形成有油分離室30並且在筒部18C的頂開口端處形成有出口 28以用於油分離室30與排出管49之間的連通。
[0023]在第二殼體18中形成有連通孔18D以使排出室34與油分離室30之間連通。油分離室30和連通孔18D配合以在第二殼體18中形成排出通道36從而使排出室34與出口28之間連通。
[0024]如圖2A所示，連通孔18D形成為使得連通孔18D的與油分離室30相鄰的部分在直徑上朝向油分離室30增大。如圖1所示，從排出室34通過連通孔18D排出至油分離室30中的製冷劑在油分離室30中旋繞的同時朝向出口 28流動，使得潤滑油通過離心力與製冷劑分離。已經與潤滑油分離的製冷劑通過連接至出口 28的排出管49而排出至製冷迴路50，並且製冷迴路50用作本發明的外部迴路。
[0025]在排出管49中設置了選擇閥51以用於改變通過出口 28排出的製冷劑的流動方向。選擇閥51連接至第一冷卻通道61A的一端，製冷劑在渦旋壓縮機10的冷卻操作期間通過第一冷卻通道61A流動，並且第一冷卻通道61A的另一端連接至外部熱交換器62的入口。在外部熱交換器62中，從渦旋壓縮機10排出的製冷劑通過熱交換而被冷卻從而被冷凝。在第一冷卻通道61A的位於外部熱交換器62的上遊位置處設置有止回閥44。外部熱交換器62用作本發明的熱交換器。
[0026]外部熱交換器62的出口連接至第二冷卻通道61B的一端，並且第二冷卻通道61B的另一端連接至構造成控制製冷劑至蒸發器64的流動的膨脹閥63的入口。在第二冷卻通道61B中設置有閥37以用於打開和關閉第二冷卻通道61B。膨脹閥63的出口連接至第三冷卻通道61C的一端，並且第三冷卻通道61C的另一端連接至構造成允許製冷劑蒸發的蒸發器64的入口。蒸發器64設置在與距外部熱交換器62相比較更靠近車輛內部的位置處。蒸發器64的出口連接至第四冷卻通道61D的一端，並且第四冷卻通道61D的另一端連接至渦旋壓縮機10的入口 14。第二冷卻通道61B和第四冷卻通道61D連接至構造成繞開膨脹閥63和蒸發器64的旁路通道61E。在旁路通道61E中設置有旁路閥46。第一冷卻通道61A至第四冷卻通道61D、外部熱交換器62、膨脹閥63、以及蒸發器64配合以形成製冷迴路50中的冷卻迴路。
[0027]選擇閥51連接至第一加熱通道52A的一端，製冷劑在渦旋壓縮機10的加熱操作期間流動通過第一加熱通道52A，並且第一加熱通道52A的另一端連接至冷凝器53的入口。冷凝器53構造成通過熱交換來冷卻從渦旋壓縮機10排出的製冷劑從而使製冷劑冷凝。冷凝器53設置成與距外部熱交換器62相比較更靠近車輛內部。冷凝器53的出口連接至第二加熱通道52B的一端，並且第二加熱通道52B的另一端連接至構造成控制製冷劑的流動的膨脹閥43的入口。
[0028]膨脹閥43的出口連接至第三加熱通道52C的一端，並且第三加熱通道52C的另一端連接至外部熱交換器62的入口。在第三加熱通道52C中設置有止回閥47。第一加熱通道52A至第三加熱通道52C、冷凝器53、膨脹閥43以及外部熱交換器62配合以形成製冷迴路50中的加熱迴路。
[0029]選擇閥51還連接至電子控制單元(E⑶)54，並且選擇閥51的操作通過從E⑶54所傳遞的信號來控制。E⑶54連接至用於車輛空調的空調開關58以用於信號傳遞從而控制空調開關58的操作。當空調開關58接通以用於加熱時，ECU54將選擇閥51置於引起由渦旋壓縮機10所壓縮的製冷劑流動在加熱迴路中的位置中。當空調開關58接通以用於冷卻時，ECU54將選擇閥51置於引起由渦旋壓縮機10所壓縮的製冷劑流動在冷卻迴路中的位置中。
[0030]E⑶54還連接至渦旋壓縮機10的逆變器56以用於信號傳遞，從而控制逆變器56的操作。具體地，ECU54控制逆變器56的操作以驅動電動馬達23從而在空調的冷卻或加熱操作中獲得了所需的溫度。逆變器56連接至電操作閥60以用於信號傳遞從而控制電操作閥60的操作，並且電操作閥60設置在排出通道36 (油分離室30)中。電操作閥60用作本發明的閥裝置。逆變器56具有控制電操作閥60的兩個不同的模式以用於渦旋壓縮機10的冷卻和加熱操作。
[0031]下面將對電操作閥60進行詳細描述。如圖2A所示，外殼55連接至第二殼體18的筒部18C，並且在外殼55中容置有能夠以正方向和逆方向旋轉的驅動馬達69。驅動馬達69具有通過第二殼體18的筒部18C插入至油分離室30中的驅動軸69A，並且驅動齒輪65固定地安裝在驅動軸69A的端部上以用於與驅動軸69A —起旋轉。在油分離室30中設置有節流閥67，並且該節流閥67在筒部18C中通過任何合適的支撐構件(未示出)以能夠旋轉的方式而被支撐。節流閥67具有連接至節流閥67的並且與驅動齒輪65嚙合的從動齒輪68。節流閥67具有位於節流閥67的與從動齒輪68相反的一側上的閥部分67A。閥部分67A形成為使得其直徑朝向閥部分67A的末端而逐漸減小，並且閥部分67A能夠插入至連通孔18D中。閥部分67A的最大直徑比連通孔18D的直徑更大，並且閥部分67A的直徑朝向閥部分67A的末端逐漸減小。因此，閥部分67A具有漸縮的形狀，其直徑朝向油分離室30而減小。
[0032]參照圖2B，當驅動馬達69沿一個方向旋轉從而使驅動齒輪65沿一個方向旋轉時，從動齒輪68通過驅動齒輪65而旋轉以使節流閥67沿引起閥部分67A移動至連通孔18D中的方向旋轉。隨著閥部分67A插入至連通孔18D中，連通孔18D的出口的開度/開口逐漸減小，使得連通孔18D被限制。換言之，包括有連通孔18D的排出通道36的開度隨著閥部分67A插入至連通孔18D中而逐漸減小。因此，製冷劑的穿過連通孔18D的流動被閥部分67A限制，因此，製冷劑的壓力被減小，從而減小了排出脈動。流動通過連通孔18D(排出通道36)的製冷劑被減少得越多，排出脈動被減小得越大。
[0033]當驅動馬達69沿逆方向旋轉並且驅動齒輪65逆向旋轉時，閥部分67A移動離開連通孔18D。因此，閥部分67A通過驅動馬達69的旋轉而能夠移動至連通孔18D中和能夠移動離開連通孔18D。閥部分67A能夠在對應於從動齒輪68的軸向長度的範圍上移動。
[0034]逆變器56連接至電操作閥60的驅動馬達69以用於信號傳遞從而控制驅動馬達69的操作。逆變器56對驅動馬達69產生了對應於輸出自逆變器56的電流值的信號以用於驅動電動馬達23，並且電動馬達23的旋轉速度根據電流值來控制。因此，節流閥67的運動量被控制。
[0035]當空調開關58接通以用於加熱並且用於以高負載(高扭矩)驅動電動馬達23時，或當輸出逆變器56的電流幅值/振幅比預定值更大時，逆變器56對電操作閥60產生信號以使電操作閥60操作。更具體地，當製冷劑需要在渦旋壓縮機10的低速操作期間被壓縮至高壓時，或當輸出自逆變器56的電流幅值隨著空調開關58接通以用於加熱一例如，在
冷的氣候或在車輛處於停止時-而增大至大於預定值時，逆變器56產生信號。當輸出自
逆變器56的電流幅值增大至大於預定值時，逆變器56根據幅值輸出信號以控制驅動馬達69的旋轉速度，從而調節連通孔18D的開度。當電操作閥60被操作時，由車輛驅動源(行駛馬達)產生的噪聲是相對小的，但在渦旋壓縮機10中的排出脈動是顯著的，因此，在車輛內部中的噪聲被增大。
[0036]逆變器56在其中儲存了表示在電動馬達23所需要的電流(扭矩)與驅動馬達69所需要的旋轉量之間的關係的數據圖/映射。在渦旋壓縮機10的加熱操作期間電動馬達23所需要的扭矩與獲得該扭矩所需的電流之間的關係是先前做出的。當逆變器56的電流輸出根據由電動馬達23所需要的扭矩來確定時，並且如果電流幅值比預定值更大時，逆變器56操作以對驅動馬達69進行驅動了根據數據圖所確定的旋轉量。當空調開關58接通以用於冷卻時，逆變器56不操作電操作閥60，並且連通孔18D是完全打開的。當輸出自逆變器56的電流幅值增大至大於預定值時，電動馬達23以高扭矩或高負載被驅動從而增大了排出脈動。電操作閥60構造成僅在這種時刻被操作，因此，與電操作閥60被不變地/持續地操作的結構相比較，用於操作電操作閥60的動力消耗能夠被限制。
[0037]下面將對根據優選實施方式的渦旋壓縮機10的操作進行描述。當空調開關58接通以用於加熱時，ECU54操作以驅動渦旋壓縮機10並且操作選擇閥51，使得由渦旋壓縮機10壓縮的製冷劑流動通過加熱迴路。E⑶54引起旁路閥46打開並且使閥37關閉。製冷劑被渦旋壓縮機10壓縮至預定壓力，並且高壓製冷劑通過排出口 31C和排出閥40排出至排出室34中。每次壓縮室33與排出口 31C連通時，產生了壓力波動，從而產生了排出脈動。
[0038]在渦旋壓縮機10的加熱操作期間，E⑶54使逆變器56控制通至電動馬達23的輸出電流，使得電動馬達23產生了預定扭矩。逆變器56的操作改變至用於加熱操作的控制模式，並且逆變器56根據輸出自逆變器56的電流幅值來控制電操作閥60的操作。逆變器56參考表示在電動馬達23所需要的電流(扭矩)與驅動馬達69的旋轉量之間的關係的數據圖。當輸出自逆變器56的電流幅值增大至大於預定值時，逆變器56控制電動作閥60的驅動馬達69的操作，使得驅動馬達69旋轉了對應於輸出自逆變器56的增大的電流的旋轉量。
[0039]驅動馬達69的驅動軸69A隨後沿一個方向旋轉，並且固定在驅動軸69A上的驅動齒輪65與驅動軸69A —起旋轉。同時地，與驅動齒輪65嚙合的從動齒輪68旋轉，從而使節流閥67朝向連通孔18D移動。因此，流動通過連通孔18D的製冷劑通過節流閥67的閥部分67A來限制，並且還限制了排出通道36的開度，使得當製冷劑穿過連通孔18D時發生的排出脈動被減小。
[0040]穿過連通孔18D並且在油分離室30中與潤滑油分離的製冷劑通過渦旋壓縮機10的出口 28朝向選擇閥51排出。製冷劑通過選擇閥51流入至加熱迴路中。在製冷劑與環境空氣之間的熱交換通過冷凝器53來執行，使得製冷劑被冷凝，並且通過熱交換而加熱的環境空氣流入至車輛內部。隨後，製冷劑通過膨脹閥43來限制並且在外部熱交換器62中通過熱交換被加熱。通過止回閥47防止了製冷劑的穿過膨脹閥43的逆向流動，並且通過止回閥44防止了製冷劑至第一冷卻通道61A中的流動，該流動與至外部熱交換器62中的流動互反。隨後，製冷劑在外部熱交換器62中被蒸發並且隨後流動通過旁路閥46。通過閥37防止了製冷劑至膨脹閥63中的流動。製冷劑通過入口 14返回至渦旋壓縮機10中以進行壓縮。
[0041]當空調開關58接通以用於冷卻時，E⑶54操作以驅動渦旋壓縮機10並且操作選擇閥51，使得由渦旋壓縮機10壓縮的製冷劑流動通過冷卻迴路。E⑶54使得旁路閥46關閉並且使閥37打開。製冷劑被壓縮至預定壓力，並且高壓的製冷劑通過排出口 31C和排出閥40被排出至排出室34中。每次壓縮室33與排出口 31C連通時，產生了壓力波動從而產生了排出脈動。
[0042]在冷卻操作期間，逆變器56的操作改變至用於冷卻操作的控制模式，其中逆變器56不操作電操作閥60。如圖2A所示，連通孔18D在不受節流閥67的閥部分67A的限制的情況下完全打開，因此，排出通道36的開度保持不受限制。因此，製冷劑在當流動通過連通孔18D時不被限制。
[0043]穿過連通孔18D並且與在油分離室30中與潤滑油分離的製冷劑通過出口 28朝向選擇閥51排出。製冷劑通過選擇閥51流入至冷卻迴路中並且被外部熱交換器62冷凝。隨後，製冷劑在不朝向旁路閥46流動的情況下流動通過閥37。製冷劑的壓力被膨脹閥63減小。穿過膨脹閥63的製冷劑供給至蒸發器64，製冷劑在蒸發器64處被蒸發。由製冷劑的蒸發而冷卻的環境空氣流入至車輛內部。隨後，製冷劑通過入口 14被引入至渦旋壓縮機10中以被壓縮。[0044]本實施方式提供了下列有利的效果:
[0045](I)排出通道36形成在殼體組件11中以用於排出室34與出口 28之間的連通。構造成調節(節流)排出通道36的開度的電操作閥60設置在連通孔18D中，該連通孔18D是排出通道36的一部分。製冷劑穿過連通孔18D (排出通道36)的流動被限制，並且連通孔18D用作流阻。因此，製冷劑的壓力被減小，從而減小了排出脈動。在從渦旋壓縮機10排出的製冷劑被引導至位於與車輛內部相鄰的冷凝器53的具體狀況下，該車輛內部承受了排出脈動的影響。排出脈動通過電操作閥60被減小，因此，有效地抑制了至車輛內部的噪聲傳遞。根據優選實施方式，排出室34不需要在容積上被製成為更大以減小排出脈動。因此，渦旋壓縮機10不需要在尺寸上被製成為更大，使得渦旋壓縮機10在車輛上的安裝是容易的。
[0046]根據本實施方式，壓縮的製冷劑不需要被引入至在殼體組件11中的馬達室24中以用於減小排出脈動。因此，電動馬達23的永磁體不承受高溫的製冷劑，並且預先阻止了電動馬達23的性能劣化。
[0047](2)渦旋壓縮機10包括構造成控制電動馬達23的操作的逆變器56，並且電操作閥60電連接至逆變器56。電操作閥60的操作根據從逆變器56輸出至電動馬達23的電流來控制。逆變器56兼作電操作閥60的控制器和電動馬達23的控制器，使得與電操作閥60和電動馬達23具有其自身的獨立控制器的結構相比較，在車輛中的控制器的部件的安裝空間可以製成為更小，並且防止了渦旋壓縮機10增大其尺寸。
[0048](3)噪聲產生在加熱操作期間當渦旋壓縮機10以相對低的速度操作以將製冷劑壓縮至相對高的壓力(高負載操作)時變得顯著。由於渦旋壓縮機10以相對低的速度操作，因渦旋壓縮機10的驅動的噪聲產生是相對小的，但在渦旋壓縮機10中由製冷劑的壓縮所產生的排出脈動被增大。在渦旋壓縮機10中，從逆變器56輸出至電動馬達23的電流和渦旋壓縮機10的扭矩被增大。根據優選實施方式，在其中具有表不輸出自逆變器56的電流與驅動馬達69的其對應旋轉量之間的關係的數據圖的逆變器56根據該數據圖控制了電操作閥60的操作。因此，逆變器56以這種方式操作電操作閥60以在噪聲易於在車輛內部產生的情況下減小了噪聲產生。
[0049](4)電操作閥60構造成根據輸出自逆變器56的電流調節節流閥67的運動量。因此，通過相對於連通孔18D可調節地移動節流閥67，可以獲得關於連通孔18D(排出通道36)的開度的精密調節從而能夠減小排出脈動。
[0050](5)為了減小排出脈動，電操作閥60設置在排出通道36的連通孔18D中而不設置排出口 31C中，該排出口 31C當製冷劑的排出壓力增大至預定值時由排出閥40打開。因此，電操作閥60在連通孔18D中而不是在排出口 31C中的設置在允許製冷劑的排出壓力增大至預定值的同時減小了排出脈動。
[0051](6)排出脈動通過排出室34減小至一定程度。在冷卻操作期間，從渦旋壓縮機10排出的製冷劑被引導至定位成遠離車輛內部的外部熱交換器62，因此，排出脈動被傳遞至外部熱交換器62，從而在外部熱交換器62中的噪聲產生不是問題。在冷卻操作期間，連通孔18D (排出通道36)通過電操作閥60被完全地打開，使得在排出通道36中沒有發生壓力損失，因此防止了渦旋壓縮機10的冷卻效率的減低。用於獲得渦旋壓縮機10的預定排量的動力損耗能夠被限制。[0052]本發明可以修改成如下文所示例的各種可替代的實施方式。如圖3所示，上述優選實施方式的電操作閥60可以由用作本發明的閥裝置的電磁閥75來替代。電磁閥75具有用於將節流閥77朝向連通孔18D移動並且使節流閥77移動離開連通孔18D的螺線管。具體地，環形壁18G與第二殼體18的筒部18C—體地形成，並且在環形壁18G中容置有電磁體78。形成為筒形形狀、在其一端處具有外罩的外殼79固定至環形壁18G。節流閥77在節流閥77的一端處形成有凸緣77A。節流閥77由磁性材料製成並且具有與設置在外殼79中的凸緣77A —體地形成的軸部分77B。
[0053]節流閥77還包括形成在另一端處的閥部分77C。在外殼79中，在電磁體78上設置有支撐板78A，並且螺旋彈簧78C介於支撐板78A與凸緣77A之間。節流閥77通過螺旋彈簧78C的推壓力沿離開電磁體78的方向被推壓，或沿閥部分77C移動離開連通孔18D的方向被推壓。在第二殼體18的外罩部18B中形成有兩個連通孔18D，並且節流閥77的軸部分77B設置成使得節流閥77的閥部分77C定位成面對一個連通孔18D。
[0054]根據上文描述的修改的實施方式，當電磁閥75操作或當逆變器56在渦旋壓縮機10的加熱操作期間使電磁閥75的電磁體78被激勵時，由磁性材料製成的凸緣77A被朝向電磁體78吸引。因此，節流閥77的閥部分77C移動至連通孔18D中並且關閉一個連通孔18D，從而阻擋了所排出的且流動通過兩個連通孔18D中的一個連通孔18D的製冷劑的流動，使得製冷劑的流量/流動減小至大約一半。根據該修改的實施方式，通過這種簡單的結構可以有效地減小排出脈動。連通孔18D的數量不限於一個或兩個，而可以形成三個或更多個。
[0055]如圖4A和圖4B所示，用作本發明的閥裝置的電操作閥70可以包括設置在第二殼體18的外罩部18B的外表面上的驅動馬達72和由電操作閥70操作的節流閥71。節流閥71具有矩形板形狀並且插入通過形成在筒部18C的側表面中的孔18F並插入在筒部18C中。節流閥71通過支撐構件73而被支撐從而能夠沿著筒部18C的內表面移動。節流閥71通過驅動馬達72移動從而調節或限制連通孔18D (排出通道36)的開度。
[0056]根據優選實施方式，電操作閥60由逆變器56操作。然而，電操作閥60在空調開關58被接通以用於加熱時可以由E⑶54操作。
[0057]根據優選實施方式，空調開關58在用於加熱操作和冷卻操作的位置之間是可選擇的。然而，在車輛空調為自動控制類型並且空調開關58具有僅接通和關斷的位置的情況下，逆變器56可以構造成僅當空調開關58接通並且E⑶54確定需要加熱操作時對電操作閥60進行操作。
[0058]本優選實施方式的壓縮機構已經描述為渦旋型壓縮機構19。可替代地，本發明客應用於任何其他類型的壓縮機構，比如葉片式壓縮機構或活塞式壓縮機構。
[0059]根據優選實施方式，電操作閥60基於輸出自逆變器56的電流來操作。可替代地，在第二殼體18的筒部18C中可以設置有壓力傳感器以感測壓力波動(排出脈動)並且確定在波動中的最大壓力和最小壓力，並且ECU54可以構造成當在最大壓力值與最小壓力值之間的差比預定值更大時或當排出脈動增大至比預定值更大時對電操作閥60進行操作。
[0060]可替代地，在冷凝器53中可以設置有構造成檢測噪聲的裝置，並且E⑶54可以構造成當在冷凝器53中的噪聲產生增大至比預定值更大時對電操作閥60進行操作。
[0061]根據優選實施方式，渦旋壓縮機10和製冷迴路50已經描述為安裝在電動車輛上，但其可以安裝在插入式混合動力車輛或混合動力車輛上。
[0062]根據優選實施方式，作為排出通道36的一部分的連通孔18D的開度是可調節的。可替代地，作為排出通道36的一部分的油分離室30的開度可以是可調節的。
[0063]根據優選實施方式，在冷卻操作期間，由渦旋壓縮機10排出的製冷劑朝向定位成遠離車輛內部的外部熱交換器62排出，因此，噪聲產生不會成為問題即使排出脈動傳遞至外部熱交換器62亦是如此。然而，根據安裝空調的車輛類型，因排出脈動的噪聲產生會變成問題。作為應對該問題的措施，電操作閥60在輸出自逆變器56的輸出比預定值更大時可以被操作以對連通孔18D (排出通道36)的開度進行限制。在該結構中，在冷卻操作期間的預定值比在加熱操作期間的預定值更大。
【權利要求】
1.一種馬達驅動壓縮機(10)，包括: 殼體組件(11)； 壓縮機構(19)，所述壓縮機構(19)容置在所述殼體組件(11)中； 電動馬達(23),所述電動馬達(23)驅動所述壓縮機構(19)； 排出室(34 )，所述排出室(34 )形成在所述殼體組件(11)中； 排出口(31C)，所述排出口(31C)形成在所述殼體組件(11)中以便使所述壓縮機構(19)與所述排出室(34)之間連通； 出口(28)，所述出口(28)形成在所述殼體組件(11)中以便與外部迴路連通； 排出通道(36)，所述排出通道(36)形成在所述殼體組件(11)中以便使所述排出室(34)與所述出口(28)之間連通； 排出閥(40)，所述排出閥(40)設置在所述排出室(34)中以便打開和關閉所述排出口(31C);以及 閥裝置(60、70、75 )，所述閥裝置(60、70、75 )構造成調節所述排出通道(36 )的開度。
2.根據權利要求1所述的馬達驅動壓縮機(10)，其特徵在於，所述馬達驅動壓縮機(10)還包括構造成控制所述電動馬達(23)的操作的逆變器(56)，所述閥裝置(60、70、75)電連接至所述逆變器(56)，並且所述閥裝置(60、70、75)根據輸出自所述逆變器(56)的電流的值而被控制。
3.根據權利要求2所述的馬達驅動壓縮機(10)，其特徵在於，所述逆變器(56)具有用於所述馬達驅動壓縮機(10)的冷卻操作和加熱操作的、控制所述閥裝置(60、70、75)的兩個不同模式，並且 在所述冷卻操作期間，所述閥裝置(60、70、75)構造成持續地使所述排出通道(36)的所述開度完全打開，而在所述加熱操作期間，所述閥裝置(60、70、75)構造成根據輸出自所述逆變器(56)的電流的值來調節所述排出通道(36)的所述開度。
4.根據權利要求3所述的馬達驅動壓縮機(10)，其特徵在於，所述閥裝置(60、70、75)構造成在輸出自所述逆變器(56)的電流的幅值大於預定值時限制所述排出通道(36)的所述開度。
5.根據權利要求1所述的馬達驅動壓縮機(10)，其特徵在於，所述閥裝置(60、70、75)為電操作閥(60、70)。
6.根據權利要求1所述的馬達驅動壓縮機(10)，其特徵在於，所述閥裝置(60、70、75)為電磁閥(75)。
7.一種包括根據權利要求1至6中任一項所述的馬達驅動壓縮機(10)的空調，其特徵在於，所述空調包括蒸發器(64)、冷凝器(53)、熱交換器(62)以及選擇閥(51)， 所述選擇閥(51)構造成在由所述蒸發器(64)、所述熱交換器(62)和所述馬達驅動壓縮機(10)形成的冷卻迴路與由所述冷凝器(53)、所述熱交換器(62)和所述馬達驅動壓縮機(10)形成的加熱迴路之間切換， 並且，在所述冷卻迴路中，從所述馬達驅動壓縮機(10)排出的製冷劑流經所述熱交換器(62)從而被冷凝，該製冷劑流經所述蒸發器(64)從而被蒸發，並且該製冷劑被引入至所述馬達驅動壓縮機(10)中，而在所述加熱迴路中，從所述馬達驅動壓縮機(10)排出的製冷劑流經所述蒸發器(64)從而被蒸發，該製冷劑流經所述熱交換器(62)從而被冷凝，並且該製冷劑被引入至所述馬達驅動 壓縮機(10)中。
【文檔編號】F04C18/02GK103711695SQ201310452651
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】深作博史, 名嶋一記, 永川聖 申請人:株式會社豐田自動織機