专利名称：封闭式压缩机及其制造方法
技术领域：
本发明涉及封闭式压缩机，且更具体地涉及轴承设置在曲柄轴的上、下两端的封闭式压缩机，以及它的制造方法。
背景技术：
一般而言，封闭式压缩机设有在密封容器(hermetic container)的内部空间产生驱动力的驱动马达和与驱动马达结合以压缩制冷剂的压缩机机构。此外，封闭式压缩机可分成往复式、涡卷式、振动式等等。往复式、涡旋式或者振动式是使用驱动马达的旋转力的方法，振动式是使用驱动马达的往复运动的方法。使用封闭式压缩机中的旋转力的封闭式压缩机的驱动马达设有曲柄轴来将驱动马达的旋转力传递到压缩单元。例如，旋转式封闭压缩机(以下称为旋转式压缩机)可包括固定到密封容器的定子、按预定的气隙插入定子中以通过与定子的相互作用来旋转的转子、及与转子结合以将转子的旋转力传递到压缩单元的曲柄轴。此外，压缩单元可包括结合到曲柄轴的压缩单元，以在缸内旋转时吸入、压缩和排出制冷剂；以及多个轴承构件，这些轴承构件在与缸一起构成压缩空间的同时支撑压缩单元。轴承构件排列在驱动马达的一侧以支撑曲柄轴。然而，近年来，已经引入了一种高性能的压缩机，其中轴承分别设置在曲柄轴的上、下两端以使压缩机的振动最小化。按这种方式，如果轴承设置在曲柄轴的两端，则必须精确地维持轴承与曲柄轴之间的间隙，以使摩擦损失最小化，但是随着曲柄轴的长度增加，就会难以维持在其两端的轴承之间的间隙。此外，对于驱动马达而言，定子与固定并设置在曲柄轴上的转子之间的间隙也对驱动马达的性能和效率有影响。因此，必须精确地维持位于曲柄轴的两端的两个轴承与位于曲柄轴的中心部的外圆周部的定子之间的两个间隙，由此造成制造工艺复杂，而且还造成组装困难。
发明内容
本发明致力于克服现有技术中的前述缺点，并且本发明的技术任务是提供一种封闭式压缩机，其具有能够提高组装精度并且便于生产的结构。另外，本发明的另一技术任务是提供一种制造能够简化制造工艺并提高组装精度的封闭式压缩机。为了实现前述技术任务，根据本发明的方案，提供一种封闭式压缩机，其包括密封容器；定子，其固定到密封容器的内壁表面；转子，其通过定子可旋转地设置；曲柄轴，其与转子结合；压缩单元，其与曲柄轴结合以吸入并压缩制冷剂；轴承，其设置成与压缩单元分开以支撑曲柄轴；以及轴承支撑单元，其固定到密封容器的内壁表面以支撑轴承；其中定子的外径和轴承支撑单元的外径大于密封容器的内径。在本发明的方案中，定子和轴承可通过过盈配合的方式固定到密封容器，因此定子和轴承能够通过一个固定工序而稳定地固定到密封容器的内部。通过这种方式，可通过
4单一操作来固定定子和轴承，由此与分别固定这两者的情况相比提高了相对于曲柄轴的同心度。此外，与例如焊接或类似的操作相比，能够仅出现非常少的热变形，由此促进提高质量。在此，轴承支撑单元的外径可等于或大于定子的外径。另一方面，当在轴承支撑单元中邻接密封容器的内壁的部分，密封容器沿内圆周方向的长度为e，且密封容器的内圆周长为L时，压缩机可满足以下关系式0. 2 < e/ L < 0. 7。在e/L的值小于0. 2的情况下，密封容器上的固定力可能不足，而在该值超过0. 7 的情况下，由于过盈配合过程期间密封容器的收缩，轴承支撑单元的变形量会过大。另一方面，轴承支撑单元可包括环形框架，其内侧固定轴承；以及多个固定突出部，其形成为从框架的外周表面突出，并接触密封容器的内壁。在此，可按任意方式设定固定突出部的数量或位置，例如可相对于框架的中心按 120°的间隔设置三个固定突出部。根据本发明的另一方案，提供一种制造密封式压缩机的方法，并且该方法可包括以下步骤将定子和环形轴承支撑单元设置在同心位置；加热圆筒形密封容器；以及用加热的密封容器覆盖定子和环形轴承的外周表面。在以上方案中，在定子和轴承支撑单元可设置在同心位置的条件下，固定到密封容器可一次性完成，由此提高了相对于曲柄轴的中心的同心度，而且简化了组装工艺。在此，可进一步包括将定子和环形轴承临时固定到固定夹具。通过这种方式，即使在覆盖或冷却和收缩密封容器的过程中，定子和轴承支撑单元的位置也可保持不变。此外，当在环形轴承支撑单元中邻接密封容器的内壁的部分，密封容器沿内圆周方向的长度为e，并且密封容器的内圆周长为L时，压缩机可满足以下关系式0. 2 ^ e/ L 彡 0. 7。此外，当环形轴承支撑单元的外径为D1，定子的外径为D2，并且密封容器的内径为D3时，压缩机在加热密封容器之前的状态下可满足条件D1 ^ D3。具体地在 Dl ^ D2的情况下，由于密封容器施加到轴承支撑单元的压力更大，所以与定子相比，轴承支撑单元在密封容器中有相对较短的竖直长度，由此能更牢靠地固定轴承支撑单元。根据具有前述构造的本发明的方案，在制造过程期间，定子和轴承可容易地固定到密封容器，并且可提高定子和轴承相对于曲柄轴的同心度，由此促进生产并且提高产品质量。
包括附图为的是提供对本发明进一步的理解，附图并入且构成本说明书的一部分，本发明示出的实施例连同其描述用来解释本发明的原理。在图中图1是示出根据本发明的实施例的封闭式压缩机的剖视图；图2是沿图1中的线I-I得到的剖视图；图3是示出前述实施例的分解剖视图；图4是示出根据前述实施例的e/L值的轴承支撑单元的变形量的曲线图；以及图5是示出组装前述实施例的部分过程的状态图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图中示出的旋转式压缩机的实施例来详细描述根据本发明的封闭式压缩机。图1是示出根据本发明的旋转式压缩机的内部的纵向剖视图，图2是沿图1中的线I-I得到的剖视图，而图3是示出图1的压缩机的分解剖视图。如图1和图2所示，在根据本发明的旋转式压缩机中，产生驱动力的驱动马达200 可设置在密封容器100的内部空间101的上侧，通过驱动马达200产生的动力来压缩制冷剂的压缩单元300可设置在密封容器100的内部空间101的下侧，而支撑曲柄轴230(将稍后描述)的第一轴承400和第二轴承500可分别设置在驱动马达200的下侧和上侧。密封容器100可包括容器本体110，其中设有驱动马达200和压缩单元300 ；上盖 (以下称为第一盖)120，其覆盖容器本体110的上开口端(以下称为第一开口端)111 ；以及下盖(以下称为第二盖)130，其覆盖容器本体110的下开口端(以下称为第二开口端)112。容器本体110可按圆筒形形成，吸入管140可穿透容器本体110的下部的圆周表面并与容器本体110的下部的圆周表面结合，并且吸入管可直接连接到设置在缸310 (将稍后解释)上的吸入端口(未示出)。第一盖120的边缘可弯曲以与容器本体110的第一开口端111焊接并结合。此外， 排出管150可穿透第一盖120的中心部并与第一盖120的中心部结合，排出管用于将从压缩单元300排出的制冷剂引导到密封容器100的内部空间101以进行制冷循环。第二盖130的边缘可弯曲以与容器本体110的第二开口端112焊接并结合。驱动马达200可包括定子210，其过盈配合并固定到密封容器100的内周表面； 转子220，其可旋转地设置在执行控制器210的内部；以及曲柄轴230，其过盈配合到转子 220，用以在与转子一起旋转时将驱动马达200的旋转力传递到压缩单元300。对于定子210，多个定子片可层压至预定高度，线圈240缠绕在定子的内周表面上设置的齿上。然后，定子210可过盈配合并固定到密封容器100的内部。转子220可按预定气隙设置在定子210的内周表面上，曲柄轴230可利用过盈配合插入转子的中心部并结合构成整体。曲柄轴230可包括轴部231，其与转子220结合；以及偏心部232，其偏心地形成在轴部231的下端部，与滚动活塞(rolling piston，将稍后解释)结合。此外，在曲柄轴 230的内部沿轴向穿透并形成有油路233，以吸入密封容器100的油。压缩单元300可包括缸310，其设置在密封容器100内；滚动活塞320，其与曲柄轴230的偏心部232可旋转地组合，以在缸310的压缩空间中回转时压缩制冷剂；脉部 (vein) 330，其沿径向与缸310可移动地结合，以使其一侧的密封表面与滚动活塞320的外周表面接触，以将缸310的压缩空间(无附图标记)分隔成吸入腔和排出腔；以及脉部弹簧 (vein spring) 340，其由压缩弹簧构成以弹性地支撑脉部330的后侧。缸310可按环形构成；在缸310的一侧形成有连接到吸入管的吸入端口(未示出)；在吸入端口的圆周方向侧形成有脉部狭缝311，脉部狭缝311与脉部330可滑动地结合；而在脉部狭缝311的圆周方向侧形成有排出引导槽(未示出)，排出引导槽与设置在上轴承(将稍后描述)上的排出端口 411相通。
第一轴承400可包括上轴承410，其与密封容器100焊接并结合，同时覆盖缸310 的上侧，以沿轴向和径向支撑曲柄轴230 ；以及下轴承420，其与密封容器100焊接并结合， 同时覆盖缸310的下侧，以沿轴向和径向支撑曲柄轴。第二轴承500可包括框架510，其在定子210的上侧与密封容器100的内周表面过盈配合并结合；以及壳体520，其与框架510 结合进而与曲柄轴230可旋转地组合。框架510可按环形形成，并且在其圆周表面上形成有三个固定突出部511 ；这些固定突出部以预定高度突出，以邻接容器本体110。固定突出部511沿圆周方向按约120°的间隔形成，具有预定的弧形角；并且固定突出部511的端部附近平行于容器本体110的内表面弯曲，以形成与容器本体110的联结表面。轴瓦530或球轴承(未示出)可与轴承突出部522结合，图中未描述的附图标记250表示给油器。此外，如图2所示，当每个固定突出部511的宽度之和(即固定突出部511接触容器本体Iio的内壁表面的部分在容器本体110的圆周方向上的总长度)为e时，压缩机满足以下与容器本体110的内圆周长L之间的关系式。0. 2 彡 e/L 彡 0. 7公式 1如上所述，定子和框架通过过盈配合的方式固定到容器本体110的内壁表面。因此，当受热膨胀的容器本体收缩时，压力施加到框架，而且框架与压力成正比地变形。变形量小是优选的，关于这一点，固定突出部511的宽度小也是优选的。然而，框架与容器本体之间的结合力可随着其宽度的减小而减弱。结果，应以适当的方式控制e/L值，以在保持优选的变形量水平的同时获得充足的结合强度。为此目的，本发明人改变了 e/L值，以基于改变值来检测变形量和结合强度。结果，如图4所示，可以看出如果e/L值大于0. 7，则变形量急剧增加。如果变形量过大，则将影响框架的耐久性，并且还引起框架的位置可能因完成组装之后残余应力过大而偏离的问题，因此要求变形量应维持在预定水平之下。相比之下，结合强度随e/L值增大而增大，但是在e/L值小于0. 2的情况下结合强度太低。因此，如果e/值等于或大于0. 2并小于0. 7，则可以获得充足强度，同时将变形量限定在预期的水平内。另一方面，当框架的外径为D1，定子的外径为D2，容器本体的内径为 D3，则在加热密封容器之前的状态，压缩机可满足以下关系式。Dl 彡 D2 彡 D3公式 2换言之，框架的外径被设定成等于或大于定子的外径，而容器本体的内径被设定为最小值。在Dl = D2 > D3的情况下，框架和定子从密封容器受到相似水平的压力。如图中所示，与框架相比，定子与密封容器的接触面积更大，由此所受夹持力就更大。然而，如果将定子与框架设置成彼此接近，那么密封容器的收缩可被定子阻止，因此框架能够不具有充足强度。另一方面，如果设定满足以下关系式D1>D2>D3，那么更大的压力施加到框架， 且夹持力因此而在定子与框架之间发生某种程度的偏移。另一方面，根据前述实施例，公开了按120°的间隔设置的三个固定突出部，但是固定突出部可不必限于此，并且数量和间隔可根据环境来适宜地改变。 在下文中，将描述前述实施例的组装过程。
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首先，如图5所示，将定子210和第二轴承500固定到固定夹具600。固定夹具600 可包括容器本体支撑单元610，其位于固定夹具的底部；以及定子支撑单元620，其形成在距容器本体支撑单元610预定高度处。定子支撑单元620的高度是设定的，类似于成品压缩机中容器本体的下端与定子之间的距离。然后将框架支撑单元630设置在定子支撑单元620的上侧。移动板630的高度也是固定的，类似于成品中定子与框架之间的距离，按这样的方式，框架能够安装在框架支撑单元上。而且，框架支撑单元620的外径的形成类似于处在壳体的内部的轴瓦530的内径。因此，如果定子与框架安装在固定夹具上，那么它们均相对于彼此位于一个同心位置上；并且固定夹具用金属材料制造以允许精确掌控尺寸，由此允许精确布置框架的位置。为此，能够精确设定定子与框架之间的相对位置。按这种构造，用加热并膨胀后的容器本体100覆盖定子和框架的外部。在容器本体100的覆盖过程中，定子和框架处于固定到固定夹具的状态，因此将维持设定位置。随后，当容器主体100冷却并收缩时，强大的压力施加到框架和定子的表面，由此让它们因压力而牢靠地互相结合。如果容器本体100的冷却完成，则随后移除固定夹具，并在安装曲柄轴、压缩单元、上盖和下盖之后密封容器本体， 由此完成压缩机。
权利要求
1.一种封闭式压缩机，包括 密封容器；定子，其固定到所述密封容器的内壁表面； 转子，其通过所述定子可旋转地设置； 曲柄轴，其与所述转子结合；压缩单元，其与所述曲柄轴结合以吸入并压缩制冷剂；轴承，其设置成与所述压缩单元分开以支撑所述曲柄轴；以及轴承支撑单元，其固定到所述密封容器的内壁以支撑所述轴承；其中所述定子的外径和所述轴承支撑单元的外径大于所述密封容器的内径。
2.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述轴承支撑单元的外径等于或大于所述定子的外径。
3.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中当在所述轴承支撑单元中邻接所述密封容器的内壁的部分处，所述密封容器沿内圆周方向的长度为e，并且所述密封容器的内圆周长为L时，所述压缩机满足以下关系式0. 2 彡 e/L 彡 0. 7。
4.如权利要求3所述的封闭式压缩机，其中所述轴承支撑单元包括 环形框架，其内侧固定轴承；以及多个固定突出部，其形成为从所述框架的外周表面突出，并接触所述密封容器的所述内壁表面。
5.如权利要求4所述的封闭式压缩机，其中三个所述固定突出部相对于所述框架的中心按120°的间隔设置。
6.一种制造封闭式压缩机的方法，所述方法包括以下步骤 将定子和环形轴承支撑单元设置在同心位置；加热圆筒形密封容器；以及用加热后的所述密封容器覆盖所述定子和所述环形轴承的外周表面。
7.如权利要求6所述的方法，其中将所述定子和所述轴承支撑设置在所述同心位置的步骤包括，将所述定子和所述轴承支撑临时固定到固定夹具。
8.如权利要求6所述的方法，其中当所述轴承支撑沿圆周方向接触所述容器的内壁的长度之和为e，并且所述容器的内圆周长为L时，所述压缩机满足以下公式0. 2 彡 e/L 彡 0. 7。
9.如权利要求6所述的方法，其中当所述轴承支撑单元的外径为D1，所述定子的外径为D2，并且所述容器的内径为D3时，所述压缩机在加热所述容器之前的状态下满足以下公式Dl 彡 D2 彡 D3。
10.如权利要求6所述的方法，其中所述轴承支撑包括 框架，其固定有轴承；以及多个固定突出部，其从所述框架的外周表面突出，并接触所述容器的内壁。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述框架为环形。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述多个固定突出部包括三个固定突出部，所述固定突出部相对于所述框架的中心按约120°的间隔设置。
13.如权利要求6所述的方法，其中所述压缩机包括封闭式压缩机。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述圆筒形容器包括圆筒形密封容器。
全文摘要
本发明提供一种封闭式压缩机，包括密封容器；定子，其过盈配合并固定到密封容器的内壁；转子，其可旋转地设置在定子的内部；曲柄轴，其与转子结合；压缩单元，其与曲柄轴结合，以吸入并压缩制冷剂，并将制冷剂排出到密封容器的内部空间；轴承，其设置成与曲柄轴上的压缩单元分开；以及轴承支撑单元，其过盈配合并固定到密封容器的内壁以支撑轴承，其中定子的外径和轴承支撑单元的外径大于密封容器的内径。
文档编号F04C18/356GK102235359SQ201110122149
公开日2011年11月9日 申请日期2011年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者安宰赞, 徐弘锡, 李根周, 韩定旻 申请人:Lg电子株式会社