專利名稱：流體機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種流體機械，詳細而言，涉及ー種適用于車用廢熱利用裝置的蘭肯回路中的流體機械。
背景技術：
構成例如車輛的發(fā)動機等內(nèi)燃機的廢熱利用系統(tǒng)的蘭肯回路(日文ランキン回路)具有供工作流體(熱介質(zhì))循環(huán)的循環(huán)路，并在循環(huán)路中依次插入有泵、蒸發(fā)器(熱交換器)、膨脹器及冷凝器。
泵例如被電動機驅動以使工作流體循環(huán)。工作流體在流過蒸發(fā)器時接收廢熱，并在膨脹器中膨脹。此時，工作流體的熱能轉換成轉矩并被輸出到外部，例如用于使對冷凝器進行空氣冷卻的風扇旋轉。作為適用于上述蘭肯回路的流體機械，專利文獻I公開了ー種流體機械，在該流體機械中，泵、膨脹器及電動機共用ー個驅動軸。
現(xiàn)有技術文獻 專利文獻專利文獻I :日本專利特開2005 — 30386號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術問題然而，在上述包括多個流體単元的流體機械中，對各流體單元個別地進行工作評價，并將滿足評價標準的流體単元彼此組裝在一起來完成組裝，提高了流體機械的生產(chǎn)效率。
然而，在上述專利文獻I的流體機械中，驅動軸由一根構件構成，因此，個別地進行各流體単元的工作評價是困難的。具體而言，在評價膨脹器的機構部的工作時，測定驅動軸的無負載時的轉矩，但隨著驅動軸的旋轉，泵的旋轉體也旋轉，因此，測定出的無負載時的轉矩的精度降低，進而存在不能合適地評價膨脹器且不能確保流體機械的性能這樣的問題。
另外，在膨脹器或泵中產(chǎn)生不良情況的情形下，需將流體機械整體分解以對不良情況的單元進行修理、更換，在最壞的情況下，也可能因膨脹器和泵中的一個構件的不良單元而不得不廢棄流體機械。藉此，在上述專利文獻I的流體機械中，在提高生產(chǎn)流體機械的效率及維修性上依然存在技術問題。此外，雖然上述連結多個流體単元的流體機械在驅動軸的軸向上較長而容易大型化，但在上述現(xiàn)有技術中，未特別考慮促進流體機械的小型化。
本發(fā)明鑒于上述技術問題而作，其目的在于提供一種能確保性能并能提高生產(chǎn)效率及維修性、也能實現(xiàn)小型化的流體機械。
解決技術問題所采用的技術方案
本發(fā)明的流體機械包括多個流體単元,這些流體單元具有旋轉體，并隨著上述旋轉體的旋轉使工作流體流入流出；以及驅動軸，該驅動軸與上述多個流體単元的各上述旋轉體連結，在上述驅動軸的上述旋轉體之間的軸部上設有十字頭聯(lián)軸器。
較為理想的是，上述十字頭聯(lián)軸器包括滑塊，該滑塊由與上述軸部相対的卡定部和形成有上述卡定部的主體部構成，上述滑塊收容于收容孔，該收容孔形成于上述軸部。較為理想的是,上述多個流體單元包括膨脹單元,該膨脹單元具有第一旋轉體，隨著上述第一旋轉體的旋轉接收工作流體，并在使接收到的工作流體膨脹后將該工作流體排出。
較為理想的是,上述多個流體單元包括泵單元,該泵單元具有第二旋轉體,隨著上述第ニ旋轉體的旋轉吸入上述工作流體，并在使吸入的上述工作流體的壓カ上升后將該工作流體排出。較為理想的是，上述多個流體単元包括壓縮單元，該壓縮単元具有第三旋轉體，隨著上述第三旋轉體的旋轉吸入上述工作流體，并在對吸入的上述工作流體進行壓縮后將該工作流體排出。
較為理想的是，上述流體機械包括發(fā)電單元，該發(fā)電単元具有與上述驅動軸連結的第四旋轉體，井隨著上述第四旋轉體的旋轉產(chǎn)生電力。較為理想的是，上述流體機械包括發(fā)電驅動單元，該發(fā)電驅動單元具有與上述驅動軸連結的第五旋轉體，井隨著上述第五旋轉體的旋轉產(chǎn)生電力，此外，還利用外部電カ使上述第五旋轉體旋轉，井隨著上述第五旋轉體的旋轉驅動上述驅動軸。
較為理想的是,上述流體機械包括動カ傳遞單元，該動カ傳遞單元與上述驅動軸連結，并在上述驅動軸與外部之間傳遞動力。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于在驅動軸的旋轉體之間的軸部設置十字頭聯(lián)軸器，因此，在制造流體機械時，能使各流體単元在十字頭聯(lián)軸器處分離獨立以個別地進行流體単元的工作評價，從而能合適地評價流體単元的工作，因此，能確保流體機械的性能并能提高生產(chǎn)效率。另外，根據(jù)本發(fā)明，在各流體単元的任一単元中產(chǎn)生不良情況的情形下，僅將不良情況的單元在十字頭聯(lián)軸器處分離就能對該單元進行修理、更換，能避免為更換不良情況的單元而將流體機械整體分解，從而能提高流體機械的維修性。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于十字頭聯(lián)軸器的結構比使用花鍵等旋緊結構簡單，因此，能較容易地進行流體単元的工作評價時的定心作業(yè)，這有助于進ー步提高生產(chǎn)流體機械的效率。另外，根據(jù)本發(fā)明，十字頭聯(lián)軸器允許軸的徑向上的變位，另ー方面，能降低因軸偏移(偏心、偏角)而產(chǎn)生的旋轉角度誤差，并能高精度地傳遞旋轉角度，從而允許將多個流體單元一體化時的軸偏移，因此，能確保流體機械的性能。
另外，根據(jù)本發(fā)明，能防止當通過滑塊將相對的軸部安裝到軸部時滑塊脫落的情況，從而能防止組裝流體機械時作業(yè)性變差。具體而言，能有效地防止當進行流體単元的工作評價時滑塊在定心作業(yè)中脫落的情況，從而能進ー步容易地進行上述定心作業(yè)，因此，能進ー步提高流體機械的生產(chǎn)效率。另外，在組裝完流體機械之后，能將滑塊埋設于軸部，因此，能將軸部的長度及驅動軸的長度縮短相當于滑塊的軸長度的長度，從而能實現(xiàn)流體機械的進一歩小型化。


圖I是示意地表示設有第一實施方式的流體機械的車輛廢熱利用裝置結構的圖。
圖2是適用于圖I的裝置中的流體機械的示意縱剖視圖。
圖3是第二實施方式的流體機械的示意縱剖視圖。
圖4是第三實施方式的流體機械的示意縱剖視圖。
圖5是第四實施方式的流體機械的示意縱剖視圖。
圖6是表示圖5的收容孔的立體圖。
圖7是表示圖5的滑塊的立體圖。
圖8是表示圖5的被驅動軸部的端面的立體圖。
圖9是構成第五實施方式的十字頭聯(lián)軸器的收容孔的立體圖。
圖10是表示輪軸收容于形成在圖9的收容孔的底部的槽部的收容狀態(tài)的俯視圖。
圖11是表示在圖9中進行流體機械的組裝作業(yè)時、使輪軸沿著軸部的周向稍許旋轉的狀態(tài)的俯視圖。
具體實施例方式圖I表示用于使用第一實施方式的流體機械14的廢熱利用裝置I，廢熱利用裝置I例如對從車輛發(fā)動機(內(nèi)燃機)10排出的廢氣的熱量進行回收。為此，廢熱利用裝置I包括蘭肯回路12，蘭肯回路12具有供工作流體(熱介質(zhì))循環(huán)的循環(huán)路13。循環(huán)路13例如
由管、管道構成。在循環(huán)路13中為了使工作流體流動而插入有流體機械14的泵單元(流體單元)16，此外，從工作流體流動的方向上觀察，在泵單元16的下游處依次插入有加熱器18、流體機械14的膨脹單元(流體単元)20及冷凝器22。即，泵單元16在冷凝器22側吸入エ作流體，并在使吸入后的工作流體壓カ上升后，將該工作流體朝加熱器18排出。從泵單元16排出的工作流體處于低溫高壓的液體狀態(tài)。加熱器18是熱交換器，具有構成循環(huán)路13的一部分的低溫流路18a ;以及能與低溫流路18a進行熱交換的高溫流路18b。高溫流路18b插入例如從發(fā)動機10延伸出的排氣管24。因此，當流過加熱器18時，低溫高壓的液體狀態(tài)的工作流體接收到發(fā)動機10中產(chǎn)生的廢氣的熱。藉此，工作流體被加熱而變成高溫高壓的過熱蒸氣狀態(tài)。流體機械14的膨脹單元20使變成過熱蒸氣狀態(tài)的工作流體膨脹，藉此，工作流體變成高溫低壓的過熱蒸氣狀態(tài)。
冷凝器22是熱交換器，使從膨脹単元20流出的工作流體與外部氣體進行熱交換而冷凝，從而使該工作流體變成低溫低壓的液體狀態(tài)。具體而言，在冷凝器22的附近配置有電動風扇(未圖示)，利用來自車輛前方的風、來自電動風扇的風來冷卻工作流體。被冷凝器22冷凝后的工作流體被再次吸入泵單元16，并在循環(huán)路13中循環(huán)。在此，上述膨脹閥20不僅能使工作流體膨脹，還能將工作流體的熱能轉換成轉矩(旋轉力)并輸出。為了能利用從膨脹単元20輸出的轉矩，在膨脹單元20上，除了泵單元16之外，還連結有發(fā)電單元26。在發(fā)電單元26上適度地連接有使用或存儲所產(chǎn)生的電カ的例如電池等電負載28。另外，流體機械14具有用于將轉矩輸入、輸出的動カ傳遞單元30，動カ傳遞單元30是例如電磁離合器。電磁離合器根據(jù)ECU(電子控制裝置)31的控制而工作，能斷續(xù)地傳遞轉矩。
更詳細而言，如圖2所示，膨脹單元20、發(fā)電單元26及泵單元16通過驅動軸72被依次串聯(lián)連結，驅動軸72包括靠發(fā)電単元26及膨脹單元20 —側的驅動軸部72A ;靠泵單元16 一側的被驅動軸部72B ;以及配置于軸部72A、72B中間的滑塊87。膨脹單元20是將回旋機構21作為驅動部的渦旋式膨脹器。膨脹單元20的杯狀殼體32 (膨脹單元用殼體)的開ロ被間壁34大致覆蓋，但在間壁34的中央形成有通孔。
在膨脹單元用殼體32內(nèi)固定有定渦盤36，在定渦盤36的背面?zhèn)葎澐殖龈邏菏?8。高壓室38經(jīng)由形成于膨脹單元用殼體32的入口端ロ及與入口端ロ連接的循環(huán)路13的一部 分而與加熱器18連通。在定渦盤36的正面?zhèn)纫耘c該定渦盤36嚙合的方式配置有動渦盤(旋轉體、第一旋轉體)40。在定渦盤36與動渦盤40之間劃分出使工作流體膨脹的膨脹室42，動渦盤40的周圍被劃分作為對膨脹后的工作流體予以接收的低壓室44。在定渦盤36的基板的大致中央貫穿地形成有導入孔46，通過該導入孔46使位于定渦盤36及動渦盤40的徑向中央的膨脹室42與高壓室38連通。當工作流體在徑向中央的膨脹室42內(nèi)膨脹時，膨脹室42的容積増大，且膨脹室42沿著定渦盤36及動渦盤40的螺旋壁朝徑向外側移動。此外，膨脹室42最終與低壓室44連通，膨脹后的工作流體流入低壓室44。低壓室44經(jīng)由未圖示的出口端ロ及和該出口端ロ連接的循環(huán)路13的一部分而與冷凝器22連通。隨著上述工作流體的膨脹，動渦盤40相對于定渦盤36進行公轉回旋運動，該公轉回旋運動被回旋機構21轉換成旋轉運動。
即，在動渦盤40的基板背面一體地形成有軸套，在軸套內(nèi)配置有通過滾針軸承48能相對旋轉的偏心軸襯50。偏心軸襯50內(nèi)插入有曲柄銷52，曲柄銷52從圓盤形狀的盤片54偏心地突出。從盤片54的與曲柄銷52相反一側同軸地一體突出有軸部56，軸部56通過滾珠軸承等向心軸承58被間壁34支承成能旋轉，并通過單向離合器95與驅動軸部72A連結。即，動渦盤40被間壁34支承成能旋轉，且動渦盤40的公轉回旋運動被轉換成軸部56的旋轉運動，并將該旋轉運動傳遞至驅動軸部72A。?；匦龣C構21為阻止公轉回旋運動中的動渦盤40的自轉并承受推壓力而設有例如球式聯(lián)結器60，球式聯(lián)結器60配置于動渦盤40的基板的外周部與間壁34的和該外周部相對的部分之間。
在此，隨著回旋機構21的工作，定渦盤36與動渦盤40具有稍許間隙地相互滑動接觸。詳細而言，定潤盤36及動禍盤40分別由基板36a、40a和一體設于基板36a、40a的內(nèi)表面的螺旋卷(日文渦巻きラップ)36b、40b構成。在螺旋卷36b、40b的前端分別設有端部密封件(日文チップシール)37，通過這些端部密封件37使螺旋卷36b、40b與和這些螺旋卷36b、40b分別相對配置的基板40a、36a具有稍許間隙地相互滑動接觸，通過螺旋卷36b、40b的螺旋壁在局部相互滑動接觸，從而繞基板36a、40a的軸線形成螺旋狀的膨脹室42。
螺旋卷36b、40b與和這些螺旋卷36b、40b分別相對配置的基板40a、36a之間的各間隙、即定渦盤36與動渦盤40之間的間隙通過在膨脹單元用殼體32與間壁34的接合面之間形成的空間而確保。各結合面由膨脹單元用殼體32的端壁32a和間壁34的端壁34a構成，在上述各端壁32a、34a之間夾著例如金屬制的呈環(huán)狀的夾板即墊片39。當利用未圖示的連結螺栓將膨脹單元用殼體32與間壁34連結時，通過改變該墊片39的厚度、數(shù)量能調(diào)節(jié)定渦盤36與動渦盤40之間的間隙長度，當膨脹單元20運轉時，動渦盤40在驅動軸72的軸線方向上對定渦盤36的按壓カ均等且可靠地施加在膨脹單元用殼體32偵U。這種定渦盤36與動渦盤40之間的間隙長度的調(diào)節(jié)是以動渦盤36是否能相對于定渦盤40順暢地公轉回旋這ー膨脹單元20的工作評價為目的而進行的。
間隙長度的調(diào)節(jié)方法如下將定渦盤36與動渦盤40彼此暫時安裝，并將未圖示的電動機等的轉矩傳感器(評價器)與驅動軸72A連接，來測定使驅動軸72A旋轉時的負載轉矩， 并從該負載轉矩推算出定渦盤36與動渦盤40之間的間隙長度。此外，只要從該負載轉矩測定值推算出的定渦盤36與動渦盤40之間的間隙長度處于由上限值和下限值確定的間隙允許范圍內(nèi)，就可以將定渦盤36與動渦盤40正式安裝在一起。通過這種流體機械14的制造エ序中的一個エ序即負載轉矩檢查エ序能管理定渦盤36與動渦盤40之間的間隙長度。另ー方面，泵單元16例如是余擺線泵，但也可以是外接式齒輪泵。泵單元16具有兩端開ロ的圓筒狀的殼體(泵單元用殼體62)，在泵單元用殼體62內(nèi)隔著規(guī)定間隔配置有ー組環(huán)狀的蓋64。在這些蓋64之間以能旋轉的方式配置有內(nèi)齒(旋轉體、第二旋轉體)66，此外，還以圍住內(nèi)齒66的方式固定配置有外齒68。在內(nèi)齒66與外齒68之間劃分出隨著內(nèi)齒66的旋轉而使工作流體的壓カ上升的泵室70，工作流體經(jīng)由未圖示的吸入端ロ及與該吸入端ロ連接的循環(huán)路13的一部分被從冷凝器22吸入到泵室70內(nèi)。此外，在泵室70內(nèi)壓カ上升后的工作流體經(jīng)由未圖示的排出端ロ及與該排出端ロ連接的循環(huán)路13的一部分而朝加熱器18排出。為了使內(nèi)齒66旋轉，內(nèi)齒66被固定成能與被驅動軸部72B —體旋轉。
在被驅動軸部72B的一端連結有作為后述動カ傳遞單元30的電磁離合器，在驅動軸72的另一端隔著后述單向離合器95連結有回旋機構21的軸部56。在此，在驅動軸72的動渦盤40與內(nèi)齒66之間的軸部上設有十字頭聯(lián)軸器85。
十字頭聯(lián)軸器85是能使突起部與槽部的嵌合部位滑動并能傳遞旋轉驅動的眾所周知
的聯(lián)軸器。在驅動軸部72A的靠滑塊87側的端面上，作為突起部，一體形成或接合有輪軸72a，另ー方面，在被驅動軸部72B的靠滑塊87 —側的端面上，作為突起部，一體形成或接合有輪軸72b，其中上述驅動軸部72A位于驅動軸72的靠發(fā)電単元26及膨脹單元20 —側，上述被驅動軸部72B位于驅動軸72的靠泵單元16 —側。在各輪軸72a、72b之間配置有滑塊87。在滑塊87的呈圓柱形的主體部91的與各輪軸72a、72b相対的端面上，分別沿著彼此與驅動軸72的徑向正交的方向凹設有槽部(卡定部)87a、87b。評價膨脹單元20的工作時所使用的轉矩傳感器與輪軸72a連接。
該十字頭聯(lián)軸器85通過以使槽部87a、87b分別與各輪軸72a、72b嵌合的方式配置滑塊87，來允許驅動軸部72A與被驅動軸部72B之間的驅動軸72在徑向上的變位，另ー方面，能降低因驅動軸部72A與被驅動軸部72B之間的偏心、偏角而產(chǎn)生的軸偏移所導致的驅動軸72的旋轉角度誤差，并能將驅動軸部72A的旋轉角度高精度地傳遞至被驅動軸部72B。
包括這種十字頭聯(lián)軸器85的驅動軸72貫穿蓋64及泵單元用殼體62，也貫穿固定于泵單元用殼體62的開ロ端的蓋構件74、75。蓋構件74由筒部76和凸緣部78構成，蓋構件75由筒部77和凸緣部79構成，凸緣部78、79與泵單元用殼體62的開ロ端接合。在筒部76的內(nèi)側以位于該筒部76的兩端的方式各配置有ー個向心軸承79、80，在筒部77的內(nèi)側配置有向心軸承89，筒部76、77通過這些向心軸承79、80、89將驅動軸72支承成能旋轉。另外，在筒部76的內(nèi)側配置有例如唇形密封件等軸密封構件81，軸密封構件81將筒部76內(nèi)氣密地隔開。在從筒部76突出的驅動軸72的一端連結有作為動カ傳遞單元30的電磁離合器。
具體而言，動カ傳遞單元30在筒部76的外側具有隔著向心軸承82配置的轉子83，在
轉子83的外周面固定有帶輪84。在帶輪84與發(fā)動機10的帶輪之間架設有點劃線所示的皮帶86,從而能接收到例如來自發(fā)動機10的動カ供給以使帶輪84及轉子83旋轉。另外，在轉子83的內(nèi)側配置有螺線管97，螺線管97因來自ECU31的供電而產(chǎn)生磁場。
在轉子83的端面附近配置有環(huán)狀的電樞(armature) 88，電樞88通過板簧等彈性構件90與軸套92連結。軸套92與驅動軸72的一端花鍵結合，因此，電樞88能與驅動軸72 —體旋轉。此外，利用螺線管97的磁場，電樞88能克服彈性構件90的作用カ而能吸附于轉子83的端面，藉此，能在轉子83與電樞88之間傳遞動力。發(fā)電單元26的圓筒狀的殼體(發(fā)電單元用殼體)93被夾在間壁34與泵單元用殼體62之間，膨脹単元用殼體32、間壁34、發(fā)電單元用殼體93、泵單元用殼體62及蓋構件74相互連結，從而構成用于流體機械14的ー個殼體。驅動軸72的另一端到達間壁34的通孔，驅動軸72的另一端通過滾針軸承94被間壁34支承成能自由旋轉。另外，在驅動軸72的另一端的內(nèi)側固定有作為連結構件的單向離合器95,驅動軸72的另一端與回旋機構21的軸部56通過單向離合器95而連結。
當軸部56和驅動軸72朝相同方向旋轉時，在軸部56的轉速比驅動軸72的轉速低的情況下，單向離合器95切斷軸部56與驅動軸72之間的動力傳遞。另ー方面，當軸部56的轉速趨于比驅動軸72的轉速高吋，單向離合器95允許軸部56與驅動軸72之間的動カ傳遞，以使軸部56與驅動軸72 —體旋轉。在發(fā)電單元用殼體93內(nèi)延伸的驅動軸72的部分上固定有轉子(第四旋轉體)96，轉子96例如由永磁體構成。因此,轉子96配置于與軸部56及內(nèi)齒66的同一軸上。
在發(fā)電單元用殼體93的內(nèi)周面以圍住轉子96的方式固定有定子，定子具有軛部98和卷繞于軛部98的例如三組線圈100。線圈100配線成隨著轉子96的旋轉產(chǎn)生三相交流電，所產(chǎn)生的交流電經(jīng)由未圖示的引出線而供給至外部的負載28。由于發(fā)電單元26不具有作為電動機的功能，因此，軛部98的形狀、線圈100的圈數(shù)等構成為使發(fā)電效率變高。
以下，以流體機械14及蘭肯回路12的動作為中心對上述車輛廢熱利用裝置I的使用方法進行說明。
<啟動>
為了使蘭肯回路12啟動，ECU31使動カ傳遞單元30開始工作時，發(fā)動機10的動カ被輸入到驅動軸72。隨著驅動軸72的旋轉，泵單元16的內(nèi)齒66旋轉，泵單元16在上游側吸入工作流體，使吸入后的工作流體壓カ上升，并在下游側排出該工作流體。
藉此，工作流體在循環(huán)路13內(nèi)循環(huán)，工作流體被加熱器18加熱并在膨脹單元20中膨脹。
在蘭肯回路12剛啟動后，循環(huán)路13內(nèi)的工作流體的壓カ較低，因此，動渦盤40的轉速、換言之回旋機構21的軸部56的轉速比驅動軸72的轉速低。因此，單向離合器95切斷軸部56與驅動軸72之間的動力傳遞。
<自主運轉及發(fā)電>
在蘭肯回路12啟動后，當循環(huán)路13內(nèi)的工作流體的壓カ充分上升吋，回旋機構21的軸部56的轉速趨于比驅動軸72的轉速高。當處于自由狀態(tài)的回旋機構21的軸部56的轉速比驅動軸72的轉速高吋，單向離合器95變?yōu)殒i定狀態(tài)，軸部56與驅動軸72 —體旋轉。此外，當從軸部56傳遞至驅動軸72的轉矩變?yōu)樽銐蚴贡脝卧?6工作的大小時，ECU31使動カ傳遞單元30停止工作，從而切斷來自發(fā)動機10的動カ供給。藉此，流體機械 14進入利用膨脹單元20中產(chǎn)生的轉矩來使泵單元16工作的自主運轉。
此時，隨著驅動軸72的旋轉，發(fā)電單元26的轉子96旋轉，發(fā)電單元26產(chǎn)生交流電。交流電被供給至負載28，并被負載28適度地存儲或消耗。負載28也可包括將交流電轉換成直流電的整流器。
<再生制動器>
在流體機械14進入自主運轉后，發(fā)動機10的負載減輕，但在車輛制動時或減速吋，E⑶31也可使動カ傳遞單元30開始工作、即使電磁離合器連接。藉此，流體機械14發(fā)揮作為再生制動器的功能，從而不僅對發(fā)動機10施加用于減速的輔助性負載，還使發(fā)電單元26發(fā)電，以將車輛的動能轉換為電能。< 其它>
另外，也可不便流體機械14進入自主運轉而將流體機械14的轉矩供給到發(fā)動機10。即，也可將膨脹単元20內(nèi)產(chǎn)生的轉矩中超過被泵単元16及發(fā)電單元26消耗的轉矩的部分經(jīng)由動力傳遞單元30輸出到發(fā)動機10。
如上所述，在第一實施方式的流體機械14中，驅動軸72通過軸部56與動渦盤40連結，并與泵單元16的內(nèi)齒66連結，在驅動軸72的動渦盤40與內(nèi)齒66之間的軸部上設有十字頭聯(lián)軸器85。藉此，當制造流體機械14吋，使膨脹單元20與泵單元16在十字頭聯(lián)軸器85處分離獨立，以個別地進行膨脹單元20的工作評價，從而能合適地評價膨脹単元20的工作，因此，能確保流體機械14的性能并能提高生產(chǎn)效率。具體而言，當對驅動軸72的負載轉矩進行測定來評價回旋機構21的工作時，可防止泵單元16的內(nèi)齒66隨著驅動軸72的旋轉而旋轉且該內(nèi)齒66的旋轉成為摩擦而對負載轉矩的測定結果產(chǎn)生誤差，因此，能合適地評價膨脹単元20。
另外，在泵單元16中產(chǎn)生不良情況的情形下，僅將泵単元16在十字頭聯(lián)軸器85處分離，就能對其進行修理、更換，能避免為修理、更換泵単元16而將流體機械14整體分解，從而能提高流體機械14的維修性。此外，由于十字頭聯(lián)軸器85是較簡單的結構，因此，在膨脹單元20的工作評價中，能較容易地進行將轉矩傳感器與輪軸72a連接在一起時的定心作業(yè)，這點有助于進ー步提高生產(chǎn)流體機械的效率。
除此之外，十字頭聯(lián)軸器85還允許軸的徑向上的變位，另ー方面，能降低因軸偏移(偏心、偏角)而產(chǎn)生的旋轉角度誤差，從而能高精度地傳遞旋轉角度，由于允許將各單元16、20 一體化時的軸偏移，因此，能確保流體機械14的性能。圖3表不第二實施方式的流體機械102。對于與第一實施方式的流體機械14相同的結構標注相同的符號并省略說明，或是省略符號。
流體機械102并不包括動カ傳遞裝置30，而是在驅動軸部72B的與十字頭聯(lián)軸器85側相反ー側的一端連結有泵單兀16的圖3中未圖不的內(nèi)齒66。另外，流體機械102不包括泵單元用殼體62，泵單元16隔著ー組蓋64被兩個貫穿螺栓104旋緊到發(fā)電單元用殼體93的開ロ端，各貫穿螺栓104從流體機械102的外側旋緊到蓋64的呈對角的位置。
另ー方面，蓋64彼此被兩個連結螺栓106旋緊，各連結螺栓106從流體機械102的外側旋緊到與各貫穿螺栓104的對角位置不同的對角位置。即，將膨脹單元用殼體32、間壁 34、發(fā)電單兀用殼體93、蓋64相互連結,從而構成用于流體機械102的一個殼體。此外，在流體機械102中，十字頭聯(lián)軸器85配置于驅動軸72上比向心軸承89更靠泵單元16側的位置。
在流體機械102中，能簡單地構成不包括動カ傳遞裝置30的情況下的流體機械102的殼體。
另外，通過從流體機械102的外側旋緊貫穿螺栓104來進行泵単元16的固定，并從與連結螺栓106的旋緊相同的方向進行貫穿螺栓104的旋緊，因此，能進ー步提高生產(chǎn)流體機械102的效率。圖4表示第三實施方式的流體機械108。對于與第一實施方式的流體機械14及第ニ實施方式的流體機械102相同的結構標注相同的符號并省略說明，或是省略符號。
流體機械108不包括發(fā)電單元26，因此，泵單元用殼體62通過間壁34而固定于膨脹單兀用殼體32。另外，流體機械108不包括蓋構件74，代之使泵單元用殼體62延伸至蓋構件74本應存在的位置，即，將膨脹單元用殼體32、間壁34、泵單元用殼體62相互連結來構成用于流體機械108的ー個殼體,并使十字頭聯(lián)軸器85位于泵單兀用殼體62內(nèi)。此外，泵單元16隔著蓋構件75被多個貫穿螺栓109旋緊到泵單元用殼體62，各貫穿螺栓109從泵單元用殼體62的內(nèi)側旋緊。
在該流體機械108中，能簡單地構成不包括發(fā)電單元26的情況下的流體機械108的殼體，從而能進一步提聞生廣流體機械108的效率。另外，泵單元16從泵單元用殼體62的內(nèi)側即流體機械108的內(nèi)側旋緊到泵單元用殼體62，與第一實施方式的情況相比，流體機械108的殼體的要密封部分減少了ー處，因此，能降低工作流體朝殼體外泄漏的危險性，從而能進ー步提高流體機械108的可靠性。圖5表不第四實施方式的流體機械110。對于與第三實施方式的流體機械108相同的結構標注相同的符號并省略說明，或是省略符號。
在流體機械110中，在從驅動軸72中與曲柄銷52相反的ー側和盤片54同軸地一體突出的軸部56內(nèi)埋設有十字頭聯(lián)軸器112。作為十字頭聯(lián)軸器112的構成部，如圖6 圖8所示，在驅動軸72的靠泵單元16一側的被驅動軸部72B的端面上一體形成或接合有輪軸72b以作為突起部(圖8)，并在軸部56的與曲柄銷52相反一側的端面上凹設有本實施方式的滑塊114的收容孔116(圖6)。
在滑塊114的呈圓柱形的主體部111的靠收容孔116 —側的端面上突出形成有輪軸(卡定部)114a，另ー方面，在主體部111的靠輪軸72b —側的端面，沿著驅動軸72的徑向在與輪軸114a正交的方向上凹設有槽部(卡定部)114b (圖7)。通過在收容孔116的底部116a上形成有槽部116b，將輪軸114a與該槽部116b嵌合并將輪軸72b與槽部114b嵌合來配置滑塊114，十字頭聯(lián)軸器112允許軸部56即驅動軸部72A與被驅動軸部72B之間的驅動軸72在徑向上的變位，另ー方面，能降低驅動軸72的旋轉角度誤差，從而能將驅動軸部72A的旋轉角度高精度地傳遞至被驅動軸部72B。收容孔116的孔深度D與滑塊114的除了輪軸114a的部分之外的軸向上的軸長度L大致相同，藉此，滑塊114不僅槽部114b也包括主體部111在內(nèi)地收容于收容孔116。在該狀態(tài)下，當通過滑塊114將被驅動軸部72B組裝到驅動軸部72A時，利用收容孔116的壁面116c限制滑塊114在徑向上的移動。即，收容孔116的孔徑dl形成得比滑塊114的徑向上的軸徑d2稍大，當組裝流體機械110吋，滑塊114在收容孔116中幾乎不能沿其徑 向移動，滑塊114不僅槽部114即便主體部111也通過收容孔116被卡定在軸部56上。在該流體機械110中，能防止當通過滑塊114將被驅動軸部72B安裝到驅動軸部72A時滑塊114脫落的情況，從而能防止組裝流體機械110時作業(yè)性變差。具體而言，能有效地防止當進行各流體単元16、20的工作評價時滑塊114在定心作業(yè)中脫落的情況，從而能進ー步容易地進行上述定心作業(yè)，因此，能進一步提高流體機械110的生產(chǎn)效率。另外，在組裝完流體機械110之后，能將滑塊114埋設于軸部56，因此，能將被驅動軸部72B的長度及驅動軸72的長度縮短相當于滑塊112的軸長度L的長度，從而能實現(xiàn)流體機械110的進ー步小型化。
圖9示出了構成第五實施方式的十字頭聯(lián)軸器118的收容孔120的立體圖，圖10及圖11是表示輪軸114a收容于形成在收容孔120的底部120a的槽部120b的收容狀態(tài)的俯視圖。對于與第四實施方式的流體機械110相同的結構標注相同的符號并省略說明，或是省略符號。如圖6所示，第四實施方式的槽部116b具有兩對側面117a、117c及117b、117d，相鄰的側面117a、117b及側面117c、117d由加工成R狀面的角落部119平滑地相連。
另ー方面，如圖9及圖10所示，本實施方式的槽部120b是相鄰的側面122a、122b及側面122c、122d通過角落部124以具有臺階差的方式相連而形成的。角落部124是通過使例如側面122a 122d中的沿槽部120b的長邊方向延伸的一對側面122a、122c的兩端朝內(nèi)側凹陷而加工形成為圓弧狀面的。當將輪軸114a收容于槽部120b時，輪軸114a的角落部126能與角落部124非接觸，并在槽部120b中形成有允許輪軸114a沿其長邊方向稍許移動的退避空間128。另外，只要形成上述退避空間128即可，角落部124并不限定于上述形狀。在該流體機械110中，在槽部120b的角落部124中形成有退避空間128，因此，如圖11中的箭頭所示，當安裝流體機械110時，輪軸114a能在槽部120b的長邊方向、即軸部56的徑向上稍許移動，能允許因各流體単元16、20的尺寸誤差、組裝誤差而產(chǎn)生的驅動軸部72A與被驅動軸部72B之間的驅動軸72的軸心偏差，因此，無需嚴密地管理流體機械110的尺寸誤差和組裝誤差，從而能進一步提聞流體機械110的生廣效率。
雖然未圖示，但本發(fā)明并不限定于上述第一實施方式至第五實施方式，能進行各種變形。
例如，也可在膨脹單元20與發(fā)電單元26之間的驅動軸72的軸部設置十字頭聯(lián)軸器85。
另外，也可除去間壁34，使膨脹單元用殼體32與泵單元用殼體62直接接合以擴大膨脹單元用殼體32內(nèi)的容積，并在低壓室44的工作流體所存在的膨脹單元用殼體32內(nèi)配置十字頭聯(lián)軸器85。在該情況下，無需間壁34及向心軸承58，從而使流體機械的結構變得簡單，因此，能進一步提聞生廣流體機械的效率。此外，若對十字頭聯(lián)軸器85進行氮化處理等表面硬化處理，則能提高十字頭聯(lián)軸器85的耐久性，并能提高流體機械的可靠性，是較為理想的。
除此之外，也可構成使壓縮單元(流體単元)與膨脹單元20、泵單元16連結的流體機械，該壓縮單元隨著動渦盤(旋轉體、第一旋轉體)的公轉回旋吸入工作流體，并在對吸入后的工作流體進行壓縮后，將該工作流體排出。尤其在使壓縮單元與膨脹單元20連結的情況下，可將壓縮単元及膨脹單元20這兩個単元的回旋機構在十字頭聯(lián)軸器85處分離以個別地進行工作評價，因此，能進ー步提高生產(chǎn)流體機械的效率。另外，也可將供用于對回旋機構進行潤滑的潤滑油流動的供油路貫穿設置于驅動軸72，尤其在上述使壓縮單元與膨脹單元20連結的情況下，能使?jié)櫥驮趬嚎s單元與膨脹単元20之間循環(huán)，從而能更順利地對這兩個回旋機構進行潤滑。
此外，在第一實施方式至第三實施方式中，泵單元16為余擺線泵，但泵単元的型號并未被特別地限定。除此之外，泵單元16、發(fā)電單元26及膨脹單元20等各単元的排列并未被特別限定。
另外，也可利用使發(fā)電單元26具有作為電動機的功能的電動發(fā)電機(發(fā)電驅動單元)以代替發(fā)電單元26。該電動發(fā)電機具有轉子(第五旋轉體)并具有隨著轉子的旋轉而產(chǎn)生電カ的發(fā)電功能，另ー方面，該電動發(fā)電機還能作為利用外部電カ使轉子旋轉并隨著轉子的旋轉對驅動軸72進行驅動的電動機起作用。另外，當然能將第四實施方式這樣的滑塊114埋設于驅動軸72的軸部56的埋設結構適用于第三實施方式以外的第一或第二實施方式等的流體機械中。
此外，本發(fā)明的流體機械并不限于車用廢熱利用裝置I的蘭肯回路12，能適用于供エ作流體循環(huán)的所有制冷劑回路。
(符號說明)14、102、108、110 流體機械 16泵單元(流體単元)
20膨脹單元(流體單元)
26發(fā)電單元
30動カ傳遞單元
40動渦盤(旋轉體、第一旋轉體)
66內(nèi)齒(旋轉體、第二旋轉體)
72驅動軸85、112十字頭聯(lián)軸器96轉子(第四旋轉體)56軸部87、114滑塊91,111主體 部114a輪軸(卡定部)114b槽部(卡定部)116收容孔
權利要求
1.一種流體機械，其特征在于，包括 多個流體單元，這些流體單元具有旋轉體，并隨著所述旋轉體的旋轉使工作流體流入流出；以及 驅動軸，該驅動軸與所述多個流體單元的各所述旋轉體連結， 在所述驅動軸的所述旋轉體之間的軸部設有十字頭聯(lián)軸器。
2.如權利要求I所述的流體機械，其特征在于， 所述十字頭聯(lián)軸器包括滑塊，該滑塊由與所述軸部相對的卡定部和形成有所述卡定部的主體部構成， 所述滑塊收容于收容孔，該收容孔形成于所述軸部。
3.如權利要求I或2所述的流體機械，其特征在于， 所述多個流體單元包括膨脹單元，該膨脹單元具有第一旋轉體，隨著所述第一旋轉體的旋轉接收工作流體，并在使接收到的工作流體膨脹后將該工作流體排出。
4.如權利要求I至3中任一項所述的流體機械，其特征在于， 所述多個流體單元包括泵單元，該泵單元具有第二旋轉體，隨著所述第二旋轉體的旋轉吸入工作流體，并在使吸入的工作流體的壓力上升后將該工作流體排出。
5.如權利要求I至4中任一項所述的流體機械，其特征在于， 所述多個流體單元包括壓縮單元，該壓縮單元具有第三旋轉體，隨著所述第三旋轉體的旋轉吸入工作流體，并在對吸入的工作流體進行壓縮后將該工作流體排出。
6.如權利要求I至5中任一項所述的流體機械，其特征在于， 所述流體機械包括發(fā)電單元，該發(fā)電單元具有與所述驅動軸連結的第四旋轉體，并隨著所述第四旋轉體的旋轉產(chǎn)生電力。
7.如權利要求I至5中任一項所述的流體機械，其特征在于， 所述流體機械包括發(fā)電驅動單元，該發(fā)電驅動單元具有與所述驅動軸連結的第五旋轉體，并隨著所述第五旋轉體的旋轉產(chǎn)生電力，此外，還利用外部電力使所述第五旋轉體旋轉，并隨著所述第五旋轉體的旋轉驅動所述驅動軸。
8.如權利要求I至7中任一項所述的流體機械，其特征在于， 所述流體機械包括動力傳遞單元，該動力傳遞單元與所述驅動軸連結，并在所述驅動軸與外部之間傳遞動力。
全文摘要
流體機械(14、102、108)包括具有旋轉體(40、66)并隨著旋轉體(40、66)的旋轉使工作流體流入流出的多個流體單元(16、20)；以及與多個流體單元(16、20)的各旋轉體(40、66)連結的驅動軸(72)，在驅動軸(72)的旋轉體(40、66)之間的軸部設有十字頭聯(lián)軸器(85)。
文檔編號F04C23/02GK102812207SQ201180015498
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權日2010年3月24日
發(fā)明者中村慎二, 和田博文 申請人:三電有限公司