压缩机的制作方法

专利名称：压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及压缩机。
背景技术：
为了减少二氧化碳的排放而进行使用燃料电池的电动汽车的开发。燃料电池由向阴极供给的氧气、与向阳极供给的氢气之间的电化学反应来进行发电。并且，对于电动汽车，为了向燃料电池的阴极供给氧气，使用利用压缩机(压缩机)压缩供给而得到的空气中的氧气。然而，对于压缩机，存在从进气口侧以及排出口侧产生各种各样的噪音的问题。进而，在搭载燃料电池的电动汽车中，从燃料电池的反应温度、耐热性上来看，需要降低从压缩机排出的空气的温度，为了降低排出空气的温度而设置中间冷却器等热交换器，但除此之外还搭载有多个辅助类设备，故存在难以确保搭载空间的问题。例如，在日本特开2003-184767号公报记载有一种压缩机,在该具有搭载于燃料电池电动汽车的两个叶轮的螺旋型的压缩机中，具备消音器兼冷却器，该消音器兼冷却器兼具用于降低来自排出口侧的噪音的消音功能与对所排出的流体(空气)的冷却功能。在该日本特开2003-184767号公报中，在压缩机的壳体的外侧安装有罩体，以对压缩机壳体的内部形成附加的空间的罩体，附加的空间被形成于两个平面之间，该两个平面以与连结两个叶轮的平行的两个中心轴的平面正交的方式延伸，并且分别通过两个中心轴。即，附加的空间形成于由一对叶轮在壳体的一部分形成山谷的位置。进而，附加的空间形成与收纳叶轮的空间的排出端口连接的入口侧空间、以及与罩体的开口亦即排出口连接的出口侧空间。并且，入口侧空间与出口侧空间之间由设置于附加的空间内的多个热交换用管连接。进而，在多个热交换用管之中形成热交换用流路，在多个热交换用管彼此之间形成有冷却水路。并且，安装于热交换用管的外侧的热交换用散热片朝冷却水路突出。由此，从排出口向附加的空间排出的空气等流体，在从入口侧空间流向出口侧空间时，在形成于热交换用管内的被挤压的热交换用的流路流动期间，排出脉动被平滑化而受到消音作用，同时，与冷却水路的冷却水进行热交换而受到冷却作用。然而,对于日本特开2003-184767号公报中的压缩机(compressor),由于相对于壳体以分体的形式安装有罩体，故存在下述问题可能因压缩机产生的机械振动而使壳体与罩体产生各自的振动，因产生的振动而使罩体自身产生噪音；因产生的振动而使罩体变形，因变形位置的振动而产生噪音。

发明内容
本发明是为了解决这样的问题而形成的，其目的在于提供具有排出流体的冷却功能、并且实现噪音的降低的压缩机。为了解决上述的课题，本发明所涉及的压缩机具备壳体，该壳体一并包含压缩机构，其用于将吸入的流体压缩后排出；以及消音冷却器，其对排出的流体进行冷却并缓解压、力变动；壳体具有气缸体，该气缸体一体地形成为具备收容压缩机构的压缩空间、收容消音冷却器的消音冷却空间、以及将压缩空间与消音冷却空间连通的连通孔。


图I是表示本发明的实施方式I所涉及的压缩机的结构的示意性的立体图。图2是表示从方向II观察包含图I的y_y方向的线以及z-z方向的线的剖面的示意图。图3是表示沿着图2的III-III线的剖面的示意图。图4是表示本发明的实施方式2所涉及的压缩机的结构的示意性立体图。图5是表示从方向V观察包含图4的y-y方向的线以及z_z方向的线的剖面的一 部分的示意图。图6是表示沿着图5的VI-VI线的剖面的示意图。图7是从侧方观察图4的压缩机的示意图。图8是从斜后方观察本发明的实施方式3所涉及的压缩机的气缸体的示意性的立体图。图9是表示从方向IX观察包含图8的y-y方向的线以及z_z方向的线的剖面的示意图，是附加齿轮罩的图。图10是表示本发明的实施方式4所涉及的压缩机的一部分的示意性的剖面侧视图。图11是表示沿着图10的XI-XI线的剖面的示意图。图12是表示本发明的实施方式2所涉及的压缩机的变形例的示意性的剖面侧视图。图13是表示本发明的实施方式4所涉及的压缩机的变形例的示意性的剖面侧视图。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。实施方式I首先，对本发明的实施方式I所涉及的压缩机101的结构进行说明。此外，在以下的实施方式中，对使用罗茨式空气压缩机作为压缩机101的情况进行说明，该罗茨式空气压缩机构成搭载于车辆的燃料电池系统的一部分，且产生具有较大声音的排出脉动。参照图1，压缩机101 —体地具备压缩机构部10，其在内部具有对作为流体的空气进行压缩的压缩机构；以及消音冷却部30，其在内部具有水冷式的中间冷却器板芯。另夕卜，压缩机101具备驱动装置亦即马达40，该马达40与压缩机构部10 —体地连结、且用于对压缩机构部10的压缩机构进行驱动。即，压缩机101作为压缩机的组装品，以具备压缩机构部10、消音冷却部30、以及马达40的状态向市场供给。此处，z轴从压缩机构部10朝向消音冷却部30延伸，将从压缩机构部10朝向消音冷却部30的方向设为+z方向、将与+z方向相反的方向设为-Z方向。另外，y轴从压缩机构部10朝向马达40且与z轴垂直地延伸，将从压缩机构部10朝向马达40的方向设为+y方向、将与+y方向相反的方向设为-y方向。并且，x轴与y轴以及z轴垂直地延伸,将在纸面上从左朝向右的方向设为+X方向、将与+X方向相反的方向设为-X方向。
参照图2，是从+X方向朝向-X方向观察包含图I的y-y方向的线以及z-z方向的线的压缩机101的截面、即与包含y轴以及z轴的平面平行的压缩机101的截面的图，即示出通过压缩机构部10的主旋转轴6以及马达40的驱动轴42的中心轴的压缩机101的截面图。压缩机101具有壳体I，该壳体I 一体地形成为包含中央的壳体亦即气缸体3 ;在与马达40的相反一侧与气缸体3接合的前壳体2 ;在马达40侧与气缸体3接合的后壳体4 ;以及在马达40侧与后壳体4接合的齿轮罩5。另外,在齿轮罩5的与后壳体4相反的一侧一体地连结构成马达40的外壳的箱体41，并构成壳体I。气缸体3具有将形成压缩机构部10的第一气缸体部3A、以及形成消音冷却部30的第二气缸体部3B以相同的金属材料通过铸造成型等而一体成型的结构。第一气缸体部3A在内部形成+y方向的一个面敞开的叶轮室3A1，第二气缸体部3B形成+y方向以及-y方向的两侧敞开的棱柱状的贯通部3B1。此处，叶轮室3A1构成压缩空间。后壳体4具有将形成压缩机构部10的第一后壳体部4A、以及形成消音冷却部30的第二后壳体部4B以相同的金属材料通过铸造成型等而一体成型的结构。第一后壳体部4A与第一气缸体部3A接合，以便封闭叶轮室3A1的敞开的面。第二后壳体部4B形成在-y方向的面敞开且与贯通部3B1匹配的棱柱状的凹部4B1，并与第二气缸体部3B接合。齿轮罩5在压缩机构部10侧与第一后壳体4A —起形成封闭的齿轮室5A。另外，压缩机构部10具有贯通第一气缸体部3A以及第一后壳体部4A并在齿轮室5A的内部延伸的主旋转轴6，主旋转轴6以经由第一齿轮11与马达40的驱动轴42 —体地旋转的方式被连结。并且，主旋转轴6沿径向被在第一气缸体部3A设置的球轴承12以及在第一后壳体部4A设置的球轴承13支承。另外，压缩机构部10具有贯通第一气缸体部3A以及第一后壳体部4A并在齿轮室5A的内部延伸的从动旋转轴7(参照图3)。从动旋转轴7以与齿轮室5A内的未图示的第二齿轮一体地旋转的方式被连结，第二齿轮与第一齿轮11齿轮卡合。并且，前壳体2具有将形成压缩机构部10的第一前壳体部2A、以及形成消音冷却部30的第二前壳体部2B以相同的金属材料通过铸造成型等而一体成型的的结构。第一前壳体部2A以覆盖主旋转轴6以及从动旋转轴7 (参照图3)的端部的方式与第一气缸体部3A接合。第二前壳体部2B形成在+y方向的面敞开、且与贯通部3B1匹配的棱柱状的凹部2B1，并与第二气缸体部3B接合。由此，在凹部2B1、贯通部3B1以及凹部4B1在消音冷却部30的内部形成近似立方体状的一个消音冷却空间亦即消音冷却室31。另外，压缩机构部10具有第一叶轮8，其设置于叶轮室3A1的内部，且以与主旋转轴6—体地旋转的方式被连结；以及第二叶轮9，其设置于叶轮室3A1的内部，且以与从动旋转轴7(参照图3) —体地旋转的方式被连结。此处，第一叶轮8以及第二叶轮9构成旋转体。参照图3，第一叶轮8以及第二叶轮9都形成为具有三个突出部的三叶式叶轮，形成为彼此相同的形状。并且，第一叶轮8以及第二叶轮9相互卡合，以使得在一方的叶轮的突出部彼此之间插入另一方的叶轮的突出部。另外，由于第一齿轮11 (参照图2)与未图示的第二齿轮相互齿轮卡合，故当经由驱动轴42 (参照图2)驱动主旋转轴6旋转时,从动旋转轴7以与主旋转轴6相同的旋转速度进行从动旋转，由此，第一叶轮8以及第二叶轮9以相同的旋转速度相互朝相反方向进行旋转。另外，一并参照图2以及图3,气缸体3的第一气缸体部3A、后壳体4的第一后壳体部4A、齿轮罩5、第一叶轮8、第二叶轮9、主旋转轴6、从动旋转轴7、第一齿轮11、未图示的第二齿轮、以及上述部件内部所包含的部件，构成用于将吸入的空气压缩之后排出的压缩机构IOA0另外，叶轮室3A1收容压缩机构IOA中的对空气进行压缩的部位。另外，参照图3，气缸体3中将叶轮室3A1与消音冷却室31连通的连通孔亦即排出孔3D，被形成于叶轮室3A1与贯通部3B1(参照图2)之间，排出孔3D在消音冷却室31的入口 33开口。另外，在气缸体3的第一气缸体部3A，在相对于叶轮室3A1位于与排出孔3D相反的一侧的位置形成有吸入孔3C。回到图2，在压缩机构部10中，吸入孔3C的朝向外部的吸入开口部20在压缩机101向车辆搭载时，与安装有未图示的空气净化器等的吸气管连接。另外，在消音冷却部30中，在气缸体3的第二气缸体部3B中的_x方向的侧部3BA(参照图3)，形成有将消音冷却室31与外部连通的排出口 34。并且，排出口 34相对于入口 33改变方向，朝消音冷却部30的外部开口，并经由配管与未图示的燃料电池的阴极连通。另外，消音冷却室31在排出口 34与排出孔3D之间设置有水冷式的中间冷却器板芯32，该中间冷却器板芯32构成为包括在内部流动冷却水的冷却管以及安装于冷却管的散热片。散热片被设置为相对于在冷却管彼此之间形成的流体的流路突出，并将流体的流路划分为格子状的流路。并且，散热片使在流路流动的流体与冷却管之间的导热面积增大，从而提闻相互的热交换效率。另外，中间冷却器板芯32进行延伸，使消音冷却室31划分为包含入口 33的第一消音冷却室部31A与包含排出口 34的第二消音冷却室部31B。因此，从入口 33向第一消音冷却室31A排出的空气，一定通过中间冷却器板芯32并流入到第二消音冷却室部31B，并改变随后方向而从排出口 34向外部排出。此处,中间冷却器板芯32构成消音冷却器。接着，对本发明的实施方式I所涉及的压缩机101的动作进行说明。参照图2，对于压缩机101，当马达40工作时，驱动马达40的驱动轴42旋转，伴随于此，在压缩机构部10中，与驱动轴42 —体的第一齿轮11以及主旋转轴6旋转，进而，第一叶轮8与主旋转轴6 —起旋转。由此，与第一齿轮11齿轮卡合的未图示的第二齿轮旋转，进而，从动旋转轴7 (参照图3)以及第二叶轮9 (参照图3)与第二齿轮一起旋转。参照图3，此时，主旋转轴6以及第一叶轮8朝在纸面上形成为绕逆时针方向的方向P进行旋转，从动旋转轴7以及第二叶轮8朝在纸面上形成为绕顺时针方向的方向Q进行旋转。由此，在形成为吸入侧的叶轮室3A1内的吸入孔3C附近产生负压，经由吸入孔3C以及吸入开口部20，从压缩机101的外部向叶轮室3A1内吸入外部气体亦即空气。吸入的空气被关在由第一叶轮8与叶轮室3A1的内周面3A1A围起的空间3E1、以及由第二叶轮9、与叶轮室3A1的内周面3A1A围起的空间3E2内。关在空间3E1以及空间3E2的空气，沿着叶轮室3A1的内周面3A1A分别向方向P以及方向Q输送，以升压的状态向形成为排出侧的排出孔3D排出。被排出到排出孔3D的压缩气体全部在通过排出孔3D之后从入口 33向消音冷却室31的第一消音冷却室部31A排出，进而通过中间冷却器板芯32并向第二消音冷却室部31B排出，并且从排出口 34向压缩机101的外部排出，作为氧化剂向未图示的燃料电池的阴极供给。此时，在中间冷却器板芯32中，由于在未图示的冷却管流通有冷却水，故在消音冷却室31中，当因压缩机构IOA的压缩作用而使温度上升的压缩空气通过中间冷却器板芯32时，通过与冷却管的冷却水进行热交换而被冷却。另外，关在空间3E1以及空间3E2的空气分别在向排出孔3D排出时伴随着排出脉动，该排出脉动成为产生噪音的主要原因。然而，经由排出孔3D排出至第一消音冷却室部31A的压缩空气，在通过中间冷却 器板芯32的未图示的格子状的散热片之间时被整流而使压力变动缓解，由此，减轻排出脉动后向第二消音冷却室部31B排出。由此，从排出口 34向压缩机101的外部排出的压缩空气，成为使排出脉动减轻了的状态，产生的噪音变低。另外，对于通过中间冷却器板芯32之前的压缩空气，因排出脉动而产生放射声音的部位的面积仅是包围第一消音冷却室部31A的周围的壳体I的壁部的面积，面积较小，因此产生的放射声音偏低。因此，压缩机101由上述的两个作用而减轻排出脉动所导致的噪音。如上述说明那样，本发明所涉及的压缩机101具备壳体1，该壳体I 一并包含压缩机构10A，其用于将吸入的空气压缩之后排出；以及中间冷却器板芯32，其冷却排出的空气并缓解压力变动。壳体I具有气缸体3，该气缸体3 —体形成为包括收容压缩机构IOA的叶轮室3A1 ;收容中间冷却器板芯32的消音冷却室31 ;以及将叶轮室3A1与消音冷却室31连通的排出孔3D。此时，对于压缩机101，中间冷却器板芯32通过冷却排出的空气并缓解排出的空气的压力变动，能够减轻排出脉动所导致的噪音。另外，压缩机101，通过中间冷却器板芯32具有空气的消音以及冷却两种功能，能够使用于空气的消音以及冷却的结构小型化，进而通过使消音冷却室31与叶轮室3A1的排出侧连通并与叶轮室3A1形成一体，由此不需要在消音冷却室31与叶轮室3A1之间设置配管，因此能够实现进一步的小型化。并且因为在消音冷却室31与叶轮室3A1之间不需要配管，故因排出脉动而产生放射声音的发音面积变小，因此能够减轻排出脉动的放射所导致的噪音。另外，在压缩机101中，由于将收容叶轮室3A1的第一气缸体部3A和收容消音冷却室31的第二气缸体部3B—体形成，故相互之间的连结部的刚性以及强度得到提高。由此，根据压缩机构IOA的机械振动,第一气缸体部3A与第二气缸体部3B —体地进行振动。因此，能够抑制下述问题的产生因气缸体3的各部分各自进行振动而在彼此之间产生噪音、因气缸体3的各部分各自进行振动而使气缸体3发生变形，因变形位置进行振动而产生噪音。另外，将收容叶轮室3A1的第一前壳体部2A以及第一后壳体部4A、与收容消音冷却室31的第二前壳体部2B以及第二后壳体部4B分别一体形成。由此，也能够抑制因各壳体部各自进行振动而在壳体部彼此之间产生噪音、壳体部发生变形而变形位置进行振动。因此，压缩机101具有对排出的空气的冷却功能，并且还能够减轻噪音。
此外，在为水冷式的情况下，中间冷却器板芯32能够使在中间冷却器板芯32的内部的冷却管流通的冷却水、与通过中间冷却器板芯32的排出的空气热交换，并降低排出的空气的温度。另外，在为空冷式的情况下，中间冷却器板芯32能够使在中间冷却器板芯32的内部流通的气体、与通过中间冷却器板芯32的排出的空气热交换，并降低排出的空气的温度。另外，在中间冷却器板芯32，通过使散热片在供排出的空气流通的流路突出来提高排出的空气的热交换效率。并且，在通过该散热片之间时，由于排出的空气被整流而减小压力变动，故该排出脉动减轻。由此，由于中间冷却器板芯32能够兼备对排出的空气的消音以及冷却的功能，故能够停用消音用的消音器等来实现消音冷却室31的小型化。另外，在压缩机101中，由于从消音冷却室31向外部排出的空气被冷却，故对于与消音冷却室31的排出口 34连接的配管要求的耐热性变低。由此，对于与排出口 34连接的配管能够不使用金属制的配管而使用树脂制的配管，由此，能够实现搭载压缩机101的车辆的轻型化。另外，压缩机101的壳体I具有收容用于驱动压缩机构IOA的马达40的箱体41。此时，压缩机101以具备压缩机构部10、消首冷却部30、以及马达40的状态作为压缩机的组装品被供给。由此，能够提供具备驱动装置以及排出空气的消音 冷却功能的小型的压缩机。另外,在压缩机101中，第一前壳体部2A、第一气缸体部3A以及第一后壳体部4A、与第二前壳体部2B、第二气缸体部3B以及第二后壳体部4B分别使用金属材料而被一体成型。由此，前壳体2、气缸体3以及后壳体4都由无接缝的一个连续的部件构成。由此，能够使第一前壳体部2A、第一气缸体部3A以及第一后壳体部4A、与第二前壳体部2B、第二气缸体部3B以及第二后壳体部4B之间的刚性以及强度提高。另外，在实施方式I中，消音冷却部30的消音冷却室31虽由前壳体2、气缸体3以及后壳体4形成,但并不局限于此。也可以由气缸体3与前壳体2、或气缸体3与后壳体4来形成消音冷却室31。实施方式2本发明的实施方式2所涉及的压缩机201，是将实施方式I的压缩机101的前壳体2、气缸体3以及后壳体4形成为由一个部件构成的一体结构。另外，压缩机201构成为，与实施方式I的压缩机101中的第一气缸体部3A与第二气缸体部3B之间的宽度实质上相同。此外，在以下的实施方式中，与之前的附图中的附图标记相同的标记由于是相同或同样的构成要素，故省略其详细的说明。参照图4，压缩机201具有气缸体210，其在内部包含叶轮室220以及消音冷却室231 ;齿轮罩25，其与气缸体210连结；以及马达240的箱体241，其与齿轮罩25连结。气缸体210、齿轮罩25以及箱体241构成压缩机201的壳体200。气缸体210将实施方式I的压缩机101中的前壳体2、气缸体3以及后壳体4形成为一体。叶轮室220在内部具有主旋转轴6以及第一叶轮8、与从动旋转轴7以及第二叶轮9。消音冷却室231形成于叶轮室220的排出侧，并在内部具有中间冷却器板芯32。一并参照包含图4的y-y方向的线以及z_z方向的线的气缸体210以及从方向V观察在齿轮罩25的中央的截面的图亦即图5，气缸体210在形成为与齿轮罩25相反一侧的、前侧，一体地具有与实施方式I中的压缩机101中的前壳体2相当的前壁210F。前壁210F自前侧堵塞叶轮室220以及消音冷却室231。另外，气缸体210在成为齿轮罩25侧的后侧，一体地具有与实施方式I的压缩机101中的后壳体4的一部分相当且堵塞消音冷却室231的后壁210E。此外，对于气缸体210的后侧的后端部2IOEl，叶轮室220开口，该开口由齿轮罩25封闭。S卩，齿轮罩25构成实施方式I的压缩机101中的后壳体4的一部分。另外，前壁210F形成有用于将中间冷却器板芯32从外部插入到消音冷却室231内而设置的板芯插入开口 210F2，另外，在相对于板芯插入开口 210F2位于与叶轮室220相反一侧的上方(+z方向)，形成有将消音冷却室231与外部连通的排出口 234。并且，在前壁210F的外表面210F1安装有排出管部件251。排出管部件251具有板状的凸缘部251B，其由螺栓等紧固件固定于前壁210F ；以及管路部251A，其与凸缘部251B 一体地被设置。当将凸缘部251B固定于前壁210F时，凸缘部251B堵塞板芯插入开口 210F2，管路部251A的内部的管路251A1与排出口 234匹配并将消音冷却室231与外部连通。另外，管路部251A与连通于未图示的燃料电池的阴极的配管连接。此外，图4省略排出管部件251而描述。另外，前壁210F在排出口 234所处的中央部210FC按照排出口 234的形状比两侧部更朝上方侧突出。另外，在气缸体210中形成消音冷却室231的顶板的上壁210A形成为，从前壁210F朝向更低形成的侧壁210B以及210C和后壁210E而向下倾斜并延伸。由此，气缸体210低头化，与将侧壁210B、210C和后壁210E形成为与前壁210F相同的高度的情况相比，大幅度地减小了包围消音冷却室231的壁的面积。另外，在气缸体210中，在从下方的叶轮室220侧堵塞消音冷却室231且隔开叶轮室220与消音冷却室231的分隔壁210G，将形成消音冷却室231的入口 233的排出孔2101形成在后壁210E侧。另外，在气缸体210中，在与气缸体210的侧壁210B以及210C连续且弯曲的底壁2IOD (参照图6)形成有吸入孔210H。由此，从叶轮室220通过入口 233排出至消音冷却室231内的空气，在通过中间冷却器板芯32之后从排出口 234以及管路251A1向外部排出。另外，消音冷却室231构成为，由上壁210A、侧壁210B以及210C、分隔壁210G、前壁210F、以及后壁210E包围，并在板芯插入开口 210F2、排出口 234、以及入口 233开口。因此，通过对于气缸体210做成具有后壁210E作为底部且沿从前壁210F向后壁210E的水平方向延伸的凹状空间，形成消音冷却室231。另外，参照图6，气缸体210的侧壁210B以及210C不实施弯折等地相互平行地延伸，形成在遍及从叶轮室220到消音冷却室231的范围具有实质上恒定的宽度B的气缸体210。另外，参照图5，气缸体210的前壁210F以及后壁210E不实施弯折等地相互平行地延伸，形成在遍及从叶轮室220到消音冷却室231的范围具有实质性上恒定长度L的气缸体210。另外，参照图7，马达240的箱体241在内部包含驱动部分、以及用于向驱动部分供给电力的电源装置，并在箱体241的端部具有凸缘241A。并且，箱体241通过将贯通凸缘241A且贯通齿轮罩25的紧固件亦即螺栓241C紧固于气缸体210的后端部210E1的未图示的内螺纹孔，而与齿轮罩25—起固定于气缸体210。S卩，箱体241以及齿轮罩25利用贯通箱体241以及齿轮罩25的螺栓241C而被一体地固定于气缸体210。另外，本发明的实施方式2所涉及的压缩机201的其他的结构以及动作，由于与实施方式I相同，故省略说明。并且，根据实施方式2中的压缩机201，能得到与上述实施方式I的压缩机101相同的效果。另外，在压缩机201的气缸体210中，由于消音冷却室231形成为将后壁210E作为底部的凹形状，故消音冷却室231的周围由具有刚性的结构包围。由此，消音冷却室231由刚性比实施方式I的消音冷却室31高的壁包围。由此，由于包围消音冷却室231的壁进一步减轻因压缩机构IOA的排出脉动而导致的相对于气缸体210的其他部分进行相对振动、变形，由此抑制因共振而导致的振动幅度增大，故能够减轻噪音。
另外，在压缩机201的气缸体210中，子遍及从叶轮室220到消音冷却室231的范围内，宽度以及长度实质上形成为恒定。由此,气缸体210即使在内部产生排出脉动也不会引起复杂的振动。另外，压缩机201的气缸体210具有连通外部与消音冷却室231的排出口 234，气缸体210的与排出孔2101对置的部位亦即上壁210A，形成从排出口 234的形成位置向叶轮室220侧倾斜的形状。由此，气缸体210被形成低头化，故利用包围消音冷却室231的壁降低音响放射面积，使其放射声音降低。另外，低头化使得气缸体210的刚性增大,也能够减轻该振动。另外，在压缩机201中，马达240的箱体241、以及包含用于将马达240的驱动力传递到所有的叶轮8以及叶轮9的齿轮机构的齿轮罩25，利用通过气缸体210的螺栓241C而被串联固定。由于气缸体210的齿轮罩25以及箱体241利用通过齿轮罩25以及箱体241的螺栓241C等紧固件而呈一列地被一起连结 固定，故各连结部的刚性增大，能够减轻气缸体210与箱体241之间的相对振动。此外，即使螺栓241C贯通气缸体210，也能够得到相同的效果。另外，在实施方式2的压缩机201中，气缸体210虽具有实质上恒定的宽度B以及长度L，但是并不局限于此。也可以是气缸体210的宽度以及长度中的至少一方从叶轮室220朝向消音冷却室231变窄。实施方式3本发明的实施方式3所涉及的压缩机301，将实施方式2的压缩机中的气缸体210的上壁210A设为由具有减振性的材料构成的部件。一并参照图8以及图9，压缩机301的气缸体310与实施方式2的压缩机201相同地，具有上壁310A、侧壁310B以及侧壁310C、底壁310D、前壁310F、叶轮室320、消音冷却室331、吸入孔310H、排出孔3101、以及排出口 334。另外，气缸体310在上壁310A具有将消音冷却室331与外部连通的矩形状的开口部310A1，在后端部310E1不具有后壁而具有将消音冷却室331在后侧开口的冷却室开口 310E2。并且，冷却室开口 310E2兼作为板芯插入开口，中间冷却器板芯32构成为，从冷却室开口插入而设置在消音冷却室331的内部。 另外，压缩机301具有从外侧堵塞开口部310A1的减振罩体350。减振罩体350构成为包括板状的缘部350A，其在开口部310A1的周围与上壁310A的外表面匹配；以及板状的主体部350B，其一体地形成在缘部350A的内侧。并且，减振罩体350的缘部350A利用螺栓350C而被固定于上壁310A。另外，减振罩体350形成为，主体部350B处于与消音冷却室331的入口 33 (排出孔3101)对置的位置。此外，减振罩体350由具有减振性的材料形成。具有减振性的材料能够使用在金属板之间隔着树脂的减振钢板或粘贴型层叠板等限制型减振材料；在金属板粘贴、涂敷或喷涂树脂的非限制型减振材料；或者金属自身具有振动吸收能力的减振合金。此外，减振合金能够使用下述类型的合金片状石墨铸铁等复合结构型、消振合金(Fe-Cr-Al)等强磁性型(基于内部摩擦的类型)、镁合金等过渡型、Mn-Cu合金等双晶变形型。另外，具有减振性的材料具有其损失系数(n)在10_2以上的特性。此处，减振罩体350构成气缸体310中的由减振材料而形成的壁部件。另外，由于本发明的实施方式3所涉及的压缩机301的其他的结构以及动作与实施方式2相同，故省略说明。并且，根据实施方式3中的压缩机301，能得到与上述实施方式2的压缩机201相同的效果。 另外，在压缩机301中，气缸体310具有连通外部与消音冷却室331的开口部310A1，开口部310A1利用由减振材料形成的减振罩体350而被堵塞。由于减振罩体350使因压缩机构IOA的排出脉动所产生的振动而导致的变形衰减，故能够抑制气缸体310的振动，减低压缩机301的噪音。另外，通过使用减振罩体350，即使降低气缸体310的壁部的刚性，噪音也不会增大，因此也能够实现压缩机的轻型化。另外，在实施方式3的压缩机301中，虽仅在气缸体310的上壁3IOA设置减振罩体350，但并不局限于此，也可以在前壁310F、侧壁310B以及侧壁310C都设置减振罩体350。另外，减振罩体350虽使用螺栓350C而被安装于气缸体310，但也可以在对气缸体310成型时与之成为一体的方式嵌入其中。另外，减振罩体350也适用于实施方式I的前壳体2、气缸体3以及后壳体4,乃至实施方式2的气缸体210的上壁210A、侧壁210B、侧壁210C、前壁210F以及后壁210E。实施方式4本发明的实施方式4所涉及的压缩机401，改变了实施方式3的压缩机301中的减振罩体350及其周围的结构。一并参照图10以及图11，压缩机401的气缸体410使用与实施方式2的压缩机201的气缸体210相同的结构，具有上壁410A、侧壁410B以及侧壁410C、底壁410D、前壁410F、后壁410E、叶轮室420、消音冷却室431、吸入孔410H、排出孔4101、以及排出口 434。另外，气缸体410在上壁410A具有将消音冷却室431与外部连通的矩形状的开口部410A1。另外，压缩机401具有从外侧堵塞开口部410A1的减振罩体450。减振罩体450由具有与实施方式3的减振罩体350相同的减振性的材料形成，构成为包括板状的缘部450A，其在开口部410A1的周围与上壁410A的外表面匹配；以及板状的主体部450B，其在缘部450A的内侧一体地形成。主体部450B以从消音冷却室431的内部朝向气缸体410的外部突出的方式弯曲，并具有平滑的凸形的形状。即，主体部450B在从前壁410F朝向后壁410E的方向以及从侧壁410B朝向侧壁410C的方向中的任一方向都弯曲，具有蛋壳状的外壳形状。另外，压缩机401在上壁410A与减振罩体450之间具有分隔板451。分隔板451构成为包括板状的缘部451A，其在开口部410A1的周围与上壁410A的外表面匹配；以及板状的主体部451B，其在缘部451A的内侧一体地形成。主体部451B形成为从气缸体410的外部朝向消音冷却室431的内部突出，在从前壁410F朝向后壁410E的方向以及从侧壁410B朝向侧壁410C的方向中的任一方向都弯曲，具有蛋壳状的外壳形状。另外，在分隔板451形成有贯通主体部451B的多个贯通孔451C。并且，减振罩体450以及分隔板451利用螺栓452将各自的缘部450A以及缘部451A 一起固定于上壁410A。由此，分隔板451分隔消音冷却室431的一部分，由减振罩体450以及分隔板451围起的空腔453形成于与消音冷却室431的入口 433 (排出孔4101)对
置的位置。在空腔453中，沿着贯通孔451C的中心轴451CC而从消音冷却室431朝向空腔453的方向的厚度D，从中央向端部变薄，在各贯通孔451C处的厚度D形成为不同。由此，随着从入口 433向消音冷却室431内排出的脉动的空气，在通过中间冷却器板芯32之后，朝分隔板451流动，并通过贯通孔451C而流入到空腔453。通过空气流入，处于空腔453内的空气作为弹簧而发挥作用，由此，在空腔453内产生共振(亥姆霍兹共振)，贯通孔451C中的摩擦损失增大，且空气的脉动减轻。另外，空腔453的厚度D根据贯通孔451C的位置而不同，由此减轻的脉动的频率不同。由此，在空腔453中空气的脉动在较宽的频率区域得以减轻。另外，由于减振罩体450的主体部450B具有外壳形状，故与平板状的实施方式3的减振罩体350相比，其刚性变高。由此，减振罩体450能够抑制高刚性所导致的自身的振动，并且具有减振性的材料特性，由此能抑制经由减振罩体450的振动的放射。因此，向消音冷却室431内排出的空气在利用中间冷却器板芯减轻脉动之后，在空腔453中在较宽的频率区域进一步减轻脉动，进而利用高刚性且具有减振性的减振罩体450来抑制向外部的振动的放射即声音的放射。另外，由于本发明的实施方式4所涉及的压缩机401的其他的结构以及动作与实施方式3相同，故省略说明。并且，根据实施方式4中的压缩机401，能得到与上述实施方式3的压缩机301相同的效果。另外，由于设置有与减振罩体450的内侧邻接、并经由多个贯通孔451C与消音冷却室431连通且其厚度变化的空腔453，故传递到减振罩体450的振动在较宽的频率区域减轻，另外，形成为高刚性的形状的减振罩体450其自身的振动也减轻，由此振动所导致的声音的放射被减轻。由此，压缩机401能够比实施方式3的压缩机301更减轻噪音。另外，在实施方式4的压缩机401中，虽仅在气缸体410的上壁410A设置减振罩体450以及分隔板451，但并不局限于此，也可以设置于前壁410F、和侧壁410B以及410C中的任一个。另外，减振罩体450以及分隔板451虽使用螺栓452安装于气缸体410,但也可以以在气缸体410成形时形成为一体的方式嵌入其中。另外，在实施方式4的压缩机401中，虽都设置了形成为壳体形状的减振罩体450以及分隔板451，但分隔板451也可以是平板状，另外，减振罩体450或分隔板451也可以是仅向一个方向弯曲的鱼糕状。在该情况下，也形成在各贯通孔451C处的厚度D不同的空腔453。另外，在实施方式4的压缩机401中，虽在气缸体410的上壁410A设置了其它部、件的减振罩体450，但也可以将上壁410A自身形成为壳体形状。在该情况下，形成在各贯通孔451C处的厚度D不同的空腔453，进而提高上壁410A的刚性并减轻放射声音。另外，在实施方式I的前壳体2、气缸体3以及后壳体4、和实施方式2的气缸体210中，也可以将壁形成为壳体形状。例如，实施方式2的气缸体210如图12所示，能够将上壁210A形成为壳体形状。此时，由于上壁的刚性提高，故来自该壁的声音的放射被减轻另外，减振罩体450以及分隔板451也可以将其双方或者一方应用到实施方式I的前壳体2、气缸体3以及后壳体4、和实施方式2的气缸体210的上壁210A、侧壁210B、侧壁210C、前壁210F以及后壁210E。另外，也可以将实施方式3的平板状的减振罩体350形成为减振罩体450,也可以将分隔板451与实施方式3的平板状的减振罩体350组合而设置。另外，如图13所示，也可以在实施方式4的压缩机401中的空腔453的整体或一部分封入吸引材料454。吸引材料454可以使脉动衰减，或者也可以具有弹性而在空腔453内产生其他的共振进而减轻其他的频率的脉动，由此能够进一步减轻空腔453内的脉动。例如，吸音材料454能够使用多孔体、弹性体、发泡体等。另外，在实施方式I至4的压缩机101至401中，虽在消音冷却室31、231、331、431设置了水冷式中间冷却器板芯32，但并不局限于此，也可以设置空冷式的中间冷却器板芯。另外，在实施方式I至4的压缩机101至401中，排出口 34、234、334、434分别形成于气缸体3、210、310、410的侧部3BA、前壁210F、前壁310F、前壁410F。因此，在将压缩机10至401搭载于车辆、以使得消音冷却室31、231、331、431形成于上方的情况下，由于排出口 34、234、334、434朝向侧方，故能够容易地将排出口 34、234、334、434朝向朝车辆的乘客的方向之外的方而搭载于压缩机101至401。另外,在实施方式I至4的压缩机101至401中，齿轮罩5、25虽被设置于后壳体4与马达40的箱体41之间、或气缸体210、310、410与马达240的箱体体241之间，但并不局限于此。齿轮罩5、25也可以相对于前壳体2或气缸体210、310、410而安装于与马达40、240相反一侧。另外,在实施方式I至4中，压缩机101至401虽形成为罗茨式空气压缩机,但并不局限于此，也能够适用螺旋式或涡轮式的压缩机等产生排出脉动的压缩机。另外，在实施方式I至4中，压缩机101至401虽应用在向燃料电池车的燃料电池压送液体，但并不局限于此，也能够适用于增压机的压缩机构。
权利要求
1.一种压缩机，其中， 所述压缩机具备壳体，该壳体一并包含压缩机构，其用于将吸入的流体压缩后排出；以及消音冷却器，其对排出的所述流体进行冷却并缓解压力变动， 所述壳体具有气缸体，该气缸体一体地形成为具备收容所述压缩机构的压缩空间；收容所述消音冷却器的消音冷却空间；以及将所述压缩空间与所述消音冷却空间连通的连通孔。
2.根据权利要求I所述的压缩机，其中， 所述消音冷却空间形成具有底部的凹形状。
3.根据权利要求I或2所述的压缩机，其中， 所述壳体具有连通外部与所述消音冷却空间的排出口，所述气缸体的与所述连通孔对置的部位形成从所述排出口的形成位置向所述压缩空间侧倾斜的形状。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的压缩机，其中， 所述壳体具有连通外部与所述消音冷却空间的开口部，所述开口部利用由减振材料形成的壁部件而被闭塞。
5.根据权利要求4所述的压缩机，其中， 所述壁部件具有从所述开口部向所述壳体的外部突出的平滑的凸形状。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的压缩机，其中， 所述壳体具有分隔板，该分隔板被设置于包围所述消音冷却空间的壁部、且在与所述壁部之间形成空腔， 在所述分隔板形成有将所述消音冷却空间与所述空腔连通的孔。
7.根据权利要求6所述的压缩机，其中， 所述分隔板的孔设置有多个， 沿着所述分隔板的孔的中心轴、从所述消音冷却空间向所述空腔的方向的所述空腔的厚度，因所述分隔板的孔的不同而各异。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的压缩机，其中， 所述壳体具有收容用于对所述压缩机构进行驱动的驱动装置的箱体。
9.根据权利要求8所述的压缩机，其中， 所述压缩机构通过卡合多个旋转体而形成，所述壳体具有齿轮罩，该齿轮罩含有用于将所述驱动装置的驱动力传递到所述旋转体的齿轮机构， 所述箱体与所述齿轮罩利用穿过所述气缸体的紧固件而被串联地固定。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的压缩机，其中， 所述气缸体使用金属材料而被一体成型。
全文摘要
压缩机(101)具备壳体(1)，该壳体(1)一并包含压缩机构(10A)，其用于将吸入的流体进行压缩之后排出；以及中间冷却器板芯(32)，其冷却排出了的流体并缓解压力变动；壳体(1)具有气缸体(3)，该气缸体(3)具备收容压缩机构(10A)的叶轮室(3A1)、收容中间冷却器板芯(32)的消音冷却室(31)、以及将叶轮室(3A1)与消音冷却室(31)连通的排出口(3D)而被一体形成。
文档编号F04C29/04GK102635552SQ20121002543
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月6日 优先权日2011年2月8日
发明者城丸胜俊, 曾和真理, 铃木文博 申请人:株式会社丰田自动织机