电机的制作方法

1.本发明总体上涉及一种电机，更具体地，涉及电机的马达壳体和逆变器壳体之间的连接，以减少电磁噪声从电机的壳体泄漏。


背景技术：

2.通常，电机，特别是电动压缩机，设置在车辆的交流(ac)回路中。电动压缩机包括用于压缩制冷剂的压缩单元、驱动压缩单元的电动马达、以及以受控方式驱动电动马达的逆变器组件。此外，壳体被设置成封装电动压缩机的各个部件，并且通过各种紧固件机械地连接在一起。在一个示例中，马达壳体设置为封装电动马达，并且逆变器壳体设置为封装逆变器组件。设置在压缩机中的电动马达使得压缩单元能够从形成在马达壳体上的入口吸入制冷剂，以通过使制冷剂流通通过马达壳体来冷却电动马达。通常，马达壳体由铝材料形成，呈两侧具有开口的圆柱形。此外，制冷剂进入压缩单元以进行压缩，并通过形成在后盖上的排出口从电动压缩机流出，该后盖连接至马达壳体的一端。从马达壳体的另一端，电动马达被插入，并与逆变器壳体连接。传统上，每个壳体的配合部分用垫圈密封，以防止制冷剂泄漏。通常，设置在马达壳体和逆变器壳体之间的垫圈具有三层，比如由金属材料制成的基板作为第一层，并且在基板两侧涂覆的橡胶形成第二层和第三层。逆变器壳体还包括高压(hv)连接器端子和低压(lv)连接器端子。传统上，电磁噪声是由马达壳体中电动马达的有源部件产生的。由于垫圈是涂覆有橡胶的金属垫圈，电磁噪声有可能从马达壳体传递到逆变器外壳。此外，从马达壳体传递的电磁噪声可能干扰hv和lv连接器端子。连接器端子上的这种电磁噪声干扰可进入逆变器壳体，并导致封装在逆变器壳体中的控制电路发生故障。
3.因此，仍然需要一种设置有避免电磁噪声从电机的壳体泄漏的特征的电机。此外，仍然存在对形成在电机的马达壳体和逆变器壳体之间的连接的另一需要，以通过将电磁噪声接地来减少电磁噪声的泄漏路径。此外，仍然还需要一种设置有保护逆变器电路免受电磁噪声干扰的特征的电机。


技术实现要素：

4.在本说明书中，一些元件或参数可以被索引，例如第一元件和第二元件。在这种情况下，除非另有说明，否则这种索引仅用于区分和命名相似但不相同的元件。不应从这种索引中推断出优先权的概念，因为这些术语可以交换而不背离本发明。此外，这种索引并不意味着本发明的元件的安装或使用的任何顺序。
5.鉴于前述内容，本发明的实施例在此提供了一种电机，特别是用于车辆空调的电动压缩机。电机包括第一壳体、第二壳体、密封元件和多个被加载张力的构件。具有第一配合表面的第一壳体适于容纳电动马达，具有第二配合表面的第二壳体适于容纳逆变器组件。此外，第一配合表面和第二配合表面是互补的并且彼此相对。密封元件设置在第一配合表面和第二配合表面之间，并且第二壳体适于与第一壳体联接。此外，在将第一壳体与第二
壳体联接时，所述多个被加载张力的构件设置在形成于第一配合表面和第二配合表面上的孔中。
6.此外，具有孔口的密封元件与形成在第一配合表面和第二配合表面上的孔对齐，以接收穿过其的被加载张力的构件。
7.在一个示例中，第二壳体包括相对于第二壳体沿径向方向向外延伸的延伸部分，以及设置在第二壳体的延伸部分的侧壁上的第一和第二连接器中的至少一个。
8.在一个示例中，所述多个被加载张力的构件设置在第二配合表面的周向区域，对应于第一和第二连接器中的至少一个。
9.电机还包括形成在第一配合表面和第二配合表面的外周的一侧上的多个凸台，对应于第一和第二连接器中的至少一个，其中孔形成在凸台上。
10.在一个实施例中，孔以预定距离形成在第一配合表面和第二配合表面上。
11.在一个示例中，形成在第一配合表面和第二配合表面上的相邻孔之间的至少一个距离小于30mm。
12.此外，密封元件是涂覆有橡胶的金属垫圈。
13.此外，所述多个被加载张力的构件是弹簧销。
14.在另一个示例中，电机还包括形成在第二壳体上的至少两个销，以将第一壳体定位成与第二壳体对齐。
附图说明
15.本发明的其他特征、细节和优点可以从下文对本发明的描述中推断出来。当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述，将容易获得对本发明及其许多伴随的优点的更完整的理解，并且其变得更易于理解，其中:
16.图1示出了根据本发明实施例的电机的框图；
17.图2示出了图1中电机的第一壳体的示意图；
18.图3示出了沿着图1中电机的纵向轴线截取的电机的横截面视图；
19.图4示出了图1中电机的第二壳体在垂直于该第二壳体的纵向轴线的平面中的示意图；
20.图5示出了图1中电机的第二壳体的分解视图，其具有逆变器组件；
21.图6示出了图1中电机的分解视图；并且
22.图7示出了联接在图1中第一壳体和第二壳体之间的多个被加载张力的构件中的一个被加载张力的构件的放大截面视图。
具体实施方式
23.必须注意的是，附图以足够详细以实施的方式公开了本发明，如果需要，这些附图有助于更好地定义本发明。然而，本发明不应局限于说明书中公开的实施例。
24.本发明涉及一种电机，尤其涉及一种设置在车辆空调回路中的电动压缩机。通常，电动压缩机包括设置有电动马达的马达壳体和设置有逆变器组件的逆变器壳体。马达壳体和逆变器壳体联接在一起，以实现电动马达和逆变器之间的连接。此外，电动马达与压缩单元连接，以压缩在其中流动的制冷剂。为了实现马达壳体和逆变器壳体之间的流体密封连
接，在马达壳体和逆变器壳体之间设置了涂覆有橡胶的金属垫圈。这种涂覆在垫圈上的橡胶允许传递由设置在马达壳体中的电动马达产生的电磁噪声。因此，这种垫圈会将电磁噪声传递到逆变器组件，并导致逆变器组件发生故障。为了避免这种情况，建立逆变器壳体和马达壳体之间的物理连接。这种物理连接与电机的外部主体相互作用，该外部主体连接至车辆的接地端。因此，限制了电磁噪声进入逆变器壳体。此外，该物理连接的位置和功能将参照以下附图进行解释。
25.图1示出了根据本发明实施例的电机100的框图。在本实施例中，电机100是电动压缩机，特别是集成有逆变器的、由马达驱动的电动压缩机100。电机100设置在车辆的制冷剂回路中。通常，电机100设置在车辆的制冷剂回路中，以压缩在其中流动的制冷剂。电机100包括适于容纳电动马达112的第一壳体110、适于容纳逆变器组件122的第二壳体120、和适于容纳压缩单元132的第三壳体130。此外，第一壳体110、第二壳体120和第三壳体130通过比如螺栓的紧固装置(未示出)一体地紧固，从而形成电机100的外壳。在一个实施例中，第一壳体110、第二壳体120和第三壳体130由金属形成，特别是由铝压铸形成。
26.设置在第一壳体110中的电动马达112包括定子和转子(图1中未示出)。此外，旋转轴134连接至转子，并且旋转轴134延伸到第三壳体130中以与压缩单元132联接。作为马达壳体的第一壳体110形成为两侧具有开口的圆柱形，以容纳电动马达112。此外，第一壳体110的一端联接至具有压缩单元132的第三壳体130。从第一壳体110的另一端，电动马达112被插入并与具有逆变器组件122的第二壳体120连接。当电动马达112通电时，旋转轴134驱动设置在第三壳体130中的压缩单元132。
27.设置在第三壳体130中的压缩单元132包括用于压缩在其中流动的制冷剂的固定涡卷件(scroll)和绕转(orbiting)涡卷件。在一个实施例中，固定涡卷件与第三壳体130固定地一体成形。绕转涡卷件与由从第一壳体110延伸的旋转轴134形成的偏心销可旋转地连接。绕转涡卷件适于当旋转轴134通过电动马达112旋转时在固定涡卷件和绕转涡卷件之间限定的压缩空间中压缩制冷剂。换句话说，通过绕转涡卷件相对于固定涡卷件的绕转运动来压缩该压缩空间中的制冷剂。此外，吸入口136与第一壳体110一体成形，用于将制冷剂吸入电机100中。从第一壳体110处的吸入口136吸入的制冷剂可流动通过电动马达112以冷却或吸收电动马达112产生的热量，并进入第三壳体130以进行压缩过程。此后，经压缩的制冷剂通过与第三壳体130一体成形的排出口150从电机100排出。
28.容纳在作为逆变器壳体的第二壳体120中的逆变器组件122适于以受控方式驱动电动马达112。逆变器组件122包括安装在电路板上以执行所需操作的多个电子部件。电路板由外部电源供电，比如车辆的电池。电路板如图5所示。此外，密封端子142设置在第二壳体120的端壁上，并且适于与电动马达112联接。逆变器组件122产生用于电动马达112的受控输入，并通过密封端子142将这些输入传输至电动马达112。此外，由逆变器组件122产生的输入可以控制电动马达112的速度。
29.图2示出了图1中电机100的第一壳体110的示意图。电动马达112未在图2中示出。在一个实施例中，第一壳体110包括环形壁208，环形壁208延伸一段距离以将第一壳体110形成为圆柱形。此外，第一壳体110包括沿方向a在第一壳体110的纵向端部上限定的第一配合表面202。在一个示例中，第一壳体110呈中空圆柱形，并且第一壳体110的内周表面在方向a上限定有开口。此外，第一壳体110在两侧上具有开口，以分别与第二壳体120和第三壳
体130联接。在一个示例中，沿方向a形成在第一壳体110上的开口适于与第二壳体120对齐，并且沿方向b形成在第一壳体110上的开口与第三壳体130对齐。此外，第三壳体130通过任何连接装置在沿方向b限定的开口处机械联接至第一壳体110。该连接装置可以是多个螺纹和螺栓。在一个实施例中，电动马达112通过沿方向a在第一壳体110上限定的开口插入第一壳体110中。
30.此外，吸入口136从第一壳体110的环形壁208突出，如图2所示。在一个实施例中，第一壳体110还可包括在其外表面上的安装装置，以允许电机100与车身的安装。
31.此外，至少两个定位孔210a、210b以预定距离设置在第一配合表面202的外周和/或内周上，以接收任何连接装置，比如定位销，从而能够在第一壳体110和第二壳体120之间实现高效定位。特别地，在第一配合表面202的外周上，定位孔210a、210b设置在关于第一壳体110中心轴线的相对侧。
32.第一壳体110还包括以预定距离形成在第一配合表面202上的多个孔204a-d。在一个实施例中，所述多个孔204a-d形成在第一配合表面202的外周上。根据前述实施例，如图2所示，在开口的外周表面上设置有多个凸台206a-d。换句话说，所述多个凸台206a-d形成在第一壳体110的外表面上，位于限定在第一壳体110中的开口的外周处。此外，所述多个孔204a-d形成在多个凸台206a-d上。
33.图3示出了图1中的电机100在垂直于该电机100的纵向轴线的平面中的截面视图。第二壳体120具有基板302和从基板302的外边缘延伸的外周壁306，以限定容纳逆变器组件122的空间。在一个实施例中，基板302的形状是凸凹状的，以对应于逆变器组件122的电子部件320。
34.此外，如图3所示，第二壳体120包括延伸部分316，该延伸部分316在径向方向上向外延伸超过第一壳体110的外径。在一个实施例中，第二壳体120的基板302包括底部308a和上部308b，该底部308a与第一壳体110中设置的开口互补，该上部308b形成延伸部分316的侧壁304。此外，第二壳体120的底部308a是环形的，并且适于与第一壳体110联接。
35.在一个实施例中，如图1和图4所示，密封端子142设置在第二壳体120的基板302的底部308a上。逆变器组件122和电动马达112经由该密封端子142电连接。第二壳体120的底部308a包括与第一壳体110的第一配合表面202互补且相对的第二配合表面310。
36.此外，第二配合表面310包括设置在第二配合表面310上的多个孔312a-d。在一个实施例中，形成在第二配合表面310上的所述多个孔312a-d与形成在第一配合表面202上的所述多个孔204a-d互补。此外，多个凸台314a-d设置在第二配合表面310上。在一个实施例中，所述多个凸台314a-d设置在第二配合表面310的外周上。
37.如图3和图4所示，第二壳体120还在延伸部分316的侧壁304上设置有至少两个连接器318a-b。这两个连接器318a-b包括至少第一连接器318a和第二连接器318b，用于向逆变器组件122提供电能和信号。在一个实施例中，第一连接器318a是高压端子，第二连接器318b是低压端子。
38.如图3和图5所示，逆变器组件122还包括安装在电路板138上的所述多个电子部件320，用于控制操作。如图5所示，电路板138位于逆变器组件容纳空间中，并通过多个螺栓/螺钉228固定至基板302。第一连接器318a和第二连接器318b经由母线和/或导线电连接至设置在逆变器组件122的电路板138上的电子部件320。在一个示例中，高压端子318a向通过
电子部件320设计的逆变器提供高电压。这种逆变器将高电压dc电力转换成三相ac电力，并将这种电力传递给设置在第一壳体110中的电动马达112。此外，低压端子318b向通过电子部件320设计的控制单元提供低压dc电力以控制电动马达112，比如电动马达112的转速、转子转数、开启和关闭等。
39.在优选实施例中，所述多个凸台206a-d、314a-d形成在第一壳体110的第一配合表面202和第二壳体120的第二配合表面310的外周的一侧，对应于连接器318a-b。在一个示例中，形成在第一配合表面202上的凸台206a-d与形成在第二配合表面310上的凸台314a-d互补。
40.图6示出了图1中电机100的分解视图，其中描绘了第一壳体110和第二壳体120之间的连接。如上所述，第一壳体110的第一配合表面202与第二壳体120的第二配合表面310互补并适于与其联接。此外，密封元件402设置在第一配合表面202和第二配合表面310之间，以配置第一壳体110和第二壳体120之间的流体密封连接。在一个实施例中，密封元件402是配置有三层的垫圈，例如由金属材料制成的第一层，以及由涂覆在第一层两侧的橡胶形成的第二和第三层。当第一壳体110与第二壳体120联接时，密封元件402与第一配合表面202和第二配合表面310相接触。
41.密封元件402还包括形成在密封元件402外周的孔口404a-d。在一个实施例中，孔口404a-d与形成在第一壳体110的第一配合表面202和第二壳体120的第二配合表面310上的孔204a-d、312a-d对齐。
42.电机100还包括多个被加载张力的(tension-loaded)构件406a-d，当第一壳体110与第二壳体120联接时，该多个被加载张力的构件设置在形成于第一配合表面202和第二配合表面310上的孔204a-d、312a-d中。在一个示例中，所述多个被加载张力的构件406a-d是弹簧销。此外，所述多个被加载张力的构件406a-d由金属材料制成。
43.在一个实施例中，所述多个被加载张力的构件406a-d设置在第二配合表面310的周向区域处，对应于第一连接器318a和第二连接器318b中的至少一个。如图4和图6所示，孔312a-d和插入孔312a-d中的被加载张力的构件406a-d设置在连接器318a-b与产生电磁噪声的第二配合表面310的内侧之间的区域处。
44.在另一个实施例中，当所述多个被加载张力的构件406a-d被插入形成在第一配合表面202和第二配合表面310上的孔204a-d、312a-d中时，该多个被加载张力的构件406a-d适于沿着它们的径向方向弹性变形。在一个示例中，所述多个被加载张力的构件406a-d的外径等于或大于孔204a-d、312a-d的内径。由于孔204a-d、312a-d的直径与所述多个被加载张力的构件406a-d的直径相同，所述多个被加载张力的构件406a-d需要沿着该多个被加载张力的构件406a-d在径向方向上弹性变形，因此该多个被加载张力的构件406a-d可以容易地插入孔204a-d、312a-d中。在本示例中，所述多个被加载张力的构件406a-d的一端插入形成在第二配合表面310上的孔312a-d中。此后，密封构件402被设置在第二壳体120的第二配合表面310上，使得设置在第二配合表面310的孔312a-d中的所述多个被加载张力的构件406a-d穿过形成在密封构件402上的孔口404a-d。此外，当第一壳体110联接至第二壳体120时，所述多个被加载张力的构件406a-d的另一端插入形成在第一配合表面202上的孔204a-d中，从而形成用于电机100的外壳。由于所述多个被加载张力的构件406a-d设置在第一壳体110和第二壳体120之间，所述多个被加载张力的构件406a-d实现第一壳体110与第二壳
体120之间的物理接触。此外，第二壳体120的主体连接至车辆的接地端。由于所述多个被加载张力的构件406a-d实现了第一壳体110与第二壳体120之间的物理接触，由第一壳体110的电动马达112产生的电磁噪声通过第二壳体120接地。
45.设置在第一壳体110和第二壳体120之间的、在对应于连接器318a-b的区域处的所述多个被加载张力的构件406a-d可以防止电磁噪声被传递到连接器318a-b，由此防止电磁噪声干扰设置在逆变器组件122中的电子部件320。
46.图7示出了固定在第一壳体110和第二壳体120之间的所述多个被加载张力的构件406a-d中的一个被加载张力的构件的放大截面视图。此外，所述多个被加载张力的构件406a-d由具有高导电性和emc/emi屏蔽特性的金属材料制成，例如铜、铁、钢、铝等。在一个实施例中，每个被加载张力的构件406a-d包括以圆柱形延伸的销体，在销体的纵向方向上形成有狭缝。此外，销体的两端设置有倾斜表面，以使得在将第一壳体110与第二壳体120组装时，被加载张力的构件406a-d能够容易地插入孔204a-d、312a-d中。在一个实施例中，所述多个被加载张力的构件406a-d的相邻被加载张力的构件406a-d之间的其中一个距离小于30mm。在另一个实施例中，至少两个实心金属销408插入形成在第二壳体120上的定位孔410a和410b中，以将第一壳体110定位成与第二壳体120对齐，如图6所示。此外，形成在第二壳体120上的定位孔410a-b与形成在第一壳体110上的定位孔210a-b互补。
47.如上所述，所述多个被加载张力的构件406a-d的外径等于或大于孔204a-d、312a-d的内径。因此，所述多个被加载张力的构件406a-d的外部主体与孔204a-d、312a-d的内壁之间的摩擦系数可以很高，从而将所述多个被加载张力的构件406a-d保持在孔204a-d、312a-d内。为了将多个被加载张力的构件406a-d插入孔204a-d、312a-d中，该多个被加载张力的构件406a-d沿它们的径向方向变形，使得该所述多个被加载张力的构件406a-d的两端可以插入设置在第一壳体110和第二壳体120中的相应孔204a-d、312a-d中。在一个实施例中，每个被加载张力的构件406a-d具有14mm的长度。在一个示例中，该多个被加载张力的构件406a-d插入设置在第一壳体110中的孔204a-d中的销体部分大于该多个被加载张力的构件406a-d插入设置在第二壳体120中的孔312a-d中的销体部分。
48.所有上述实施例仅用于解释本发明，并且可能存在更多的实施例及其组合。因此，本发明不应仅限于上述实施例。

技术特征：
1.一种电机(100)，包括:第一壳体(110)，具有第一配合表面(202)并且适于容纳电动马达(112)；第二壳体(120)，具有第二配合表面(310)并且适于容纳逆变器组件(122)，其中，所述第一配合表面(202)和所述第二配合表面(310)是互补的并且彼此相对；密封元件(402)，设置在所述第一配合表面(202)和所述第二配合表面(310)之间，其中，所述第二壳体(120)适于与所述第一壳体(110)联接；以及多个被加载张力的构件(406a-d)，设置在形成于所述第一配合表面(202)和所述第二配合表面(310)上的孔(204a-d、312a-d)中，同时将所述第一壳体(110)与所述第二壳体(120)联接。2.根据权利要求1所述的电机(100)，其中，所述密封元件(402)具有与形成在所述第一配合表面(202)和所述第二配合表面(310)上的孔(204a-d、312a-d)对齐的孔口(404a-d)，以接收穿过其的被加载张力的构件(406a-d)。3.根据权利要求1或2所述的电机(100)，其中，所述第二壳体(120)包括相对于所述第二壳体(120)沿径向方向向外延伸的延伸部分(316)以及分别设置在所述第二壳体(120)的所述延伸部分(316)的侧壁(304)上的第一和第二连接器(318a、318b)中的至少一个。4.根据权利要求3所述的电机(100)，其中，所述多个被加载张力的构件(406a-d)设置在所述第二配合表面(310)的周向区域处，对应于第一和第二连接器(318a、318b)中的至少一个。5.根据权利要求3所述的电机(100)，其中，还包括形成在所述第一配合表面(202)和所述第二配合表面(310)的外周的一侧上的多个凸台(206a-d、314a-d)，对应于第一和第二连接器(318a、318b)中的所述至少一个，其中，孔(204a-d、312a-d)形成在所述凸台(206a-d、314a-d)上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机(100)，其中，所述孔(204a-d、312a-d)以预定距离形成在所述第一配合表面(202)和所述第二配合表面(310)上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电机(100)，其中，形成在所述第一配合表面(202)和所述第二配合表面(310)上的相邻孔(204a-d、312a-d)之间的至少一个距离小于30mm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电机(100)，其中，所述密封元件(402)是涂覆有橡胶的金属垫圈。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电机(100)，其中，所述多个被加载张力的构件(406a-d)是弹簧销。10.根据权利要求1至9中任一项所述的电机(100)，其中，还包括形成在所述第二壳体(120)上的至少两个销(408)，以将所述第一壳体(110)定位成与所述第二壳体(120)对齐。

技术总结
提供了一种用于车辆空调的电机。该电机包括第一壳体、第二壳体、密封元件和多个被加载张力的构件。具有第一配合表面的第一壳体适于容纳电动马达，具有第二配合表面的第二壳体适于容纳逆变器组件。此外，第一配合表面和第二配合表面是互补的并且彼此相对。密封元件设置在第一配合表面和第二配合表面之间，并且第二壳体适于与第一壳体联接。此外，在将第一壳体与第二壳体联接时，多个被加载张力的构件设置在形成于第一配合表面和第二配合表面上的孔中。中。中。


技术研发人员：H
受保护的技术使用者：法雷奥日本株式会社
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2023/8/9