流体机械的制作方法

专利名称：流体机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种流体机械，详细而言，涉及ー种适用于车用废热利用装置的兰肯回路中的流体机械。
背景技术：
构成例如车辆的发动机等内燃机的废热利用系统的兰肯回路(日文ランキン回路)具有供工作流体(热介质)循环的循环路，并在循环路中依次插入有泵、蒸发器(热交换器)、膨胀器及冷凝器。
泵例如被电动机驱动以使工作流体循环。工作流体在流过蒸发器时接收废热，并在膨胀器中膨胀。此时，工作流体的热能转换成转矩并被输出到外部，例如用于使对冷凝器进行空气冷却的风扇旋转。作为适用于上述兰肯回路的流体机械，专利文献I公开了ー种流体机械，在该流体机械中，泵、膨胀器及电动机共用ー个驱动轴。
现有技术文献 专利文献专利文献I :日本专利特开2005 — 30386号公报

发明内容
发明所要解决的技术问题然而，在上述包括多个流体単元的流体机械中，对各流体单元个别地进行工作评价，并将满足评价标准的流体単元彼此组装在一起来完成组装，提高了流体机械的生产效率。
然而，在上述专利文献I的流体机械中，驱动轴由一根构件构成，因此，个别地进行各流体単元的工作评价是困难的。具体而言，在评价膨胀器的机构部的工作时，測定驱动轴的无负载时的转矩，但随着驱动轴的旋转，泵的旋转体也旋转，因此，測定出的无负载时的转矩的精度降低，进而存在不能合适地评价膨胀器且不能确保流体机械的性能这样的问题。
另外，在膨胀器或泵中产生不良情况的情形下，需将流体机械整体分解以对不良情况的单元进行修理、更换，在最坏的情况下，也可能因膨胀器和泵中的一个构件的不良单元而不得不废弃流体机械。藉此，在上述专利文献I的流体机械中，在提高生产流体机械的效率及维修性上依然存在技术问题。此外，虽然上述连结多个流体単元的流体机械在驱动轴的轴向上较长而容易大型化，但在上述现有技术中，未特别考虑促进流体机械的小型化。
本发明鉴于上述技术问题而作，其目的在于提供一种能确保性能并能提高生产效率及维修性、也能实现小型化的流体机械。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的流体机械包括多个流体単元,这些流体单元具有旋转体，并随着上述旋转体的旋转使工作流体流入流出；以及驱动轴，该驱动轴与上述多个流体単元的各上述旋转体连结，在上述驱动轴的上述旋转体之间的轴部上设有十字头联轴器。
较为理想的是，上述十字头联轴器包括滑块，该滑块由与上述轴部相対的卡定部和形成有上述卡定部的主体部构成，上述滑块收容于收容孔，该收容孔形成于上述轴部。较为理想的是,上述多个流体单元包括膨胀单元,该膨胀单元具有第一旋转体，随着上述第一旋转体的旋转接收工作流体，并在使接收到的工作流体膨胀后将该工作流体排出。
较为理想的是,上述多个流体单元包括泵单元,该泵单元具有第二旋转体,随着上述第ニ旋转体的旋转吸入上述工作流体，并在使吸入的上述工作流体的压カ上升后将该工作流体排出。较为理想的是，上述多个流体単元包括压缩单元，该压缩単元具有第三旋转体，随着上述第三旋转体的旋转吸入上述工作流体，并在对吸入的上述工作流体进行压缩后将该工作流体排出。
较为理想的是，上述流体机械包括发电单元，该发电単元具有与上述驱动轴连结的第四旋转体，井随着上述第四旋转体的旋转产生电力。较为理想的是，上述流体机械包括发电驱动单元，该发电驱动单元具有与上述驱动轴连结的第五旋转体，井随着上述第五旋转体的旋转产生电力，此外，还利用外部电カ使上述第五旋转体旋转，井随着上述第五旋转体的旋转驱动上述驱动轴。
较为理想的是,上述流体机械包括动カ传递单元，该动カ传递单元与上述驱动轴连结，并在上述驱动轴与外部之间传递动力。
发明效果根据本发明，由于在驱动轴的旋转体之间的轴部设置十字头联轴器，因此，在制造流体机械时，能使各流体単元在十字头联轴器处分离独立以个别地进行流体単元的工作评价，从而能合适地评价流体単元的工作，因此，能确保流体机械的性能并能提高生产效率。另外，根据本发明，在各流体単元的任一単元中产生不良情况的情形下，仅将不良情况的单元在十字头联轴器处分离就能对该单元进行修理、更换，能避免为更换不良情况的单元而将流体机械整体分解，从而能提高流体机械的维修性。
此外，根据本发明，由于十字头联轴器的结构比使用花键等旋紧结构简单，因此，能较容易地进行流体単元的工作评价时的定心作业，这有助于进ー步提高生产流体机械的效率。另外，根据本发明，十字头联轴器允许轴的径向上的变位，另ー方面，能降低因轴偏移(偏心、偏角)而产生的旋转角度误差，并能高精度地传递旋转角度，从而允许将多个流体单元一体化时的轴偏移，因此，能确保流体机械的性能。
另外，根据本发明，能防止当通过滑块将相对的轴部安装到轴部时滑块脱落的情况，从而能防止组装流体机械时作业性变差。具体而言，能有效地防止当进行流体単元的工作评价时滑块在定心作业中脱落的情況，从而能进ー步容易地进行上述定心作业，因此，能进ー步提高流体机械的生产效率。另外，在组装完流体机械之后，能将滑块埋设于轴部，因此，能将轴部的长度及驱动轴的长度缩短相当于滑块的轴长度的长度，从而能实现流体机械的进一歩小型化。


图I是示意地表示设有第一实施方式的流体机械的车辆废热利用装置结构的图。
图2是适用于图I的装置中的流体机械的示意纵剖视图。
图3是第二实施方式的流体机械的示意纵剖视图。
图4是第三实施方式的流体机械的示意纵剖视图。
图5是第四实施方式的流体机械的示意纵剖视图。
图6是表示图5的收容孔的立体图。
图7是表示图5的滑块的立体图。
图8是表示图5的被驱动轴部的端面的立体图。
图9是构成第五实施方式的十字头联轴器的收容孔的立体图。
图10是表示轮轴收容于形成在图9的收容孔的底部的槽部的收容状态的俯视图。
图11是表示在图9中进行流体机械的组装作业时、使轮轴沿着轴部的周向稍许旋转的状态的俯视图。
具体实施例方式图I表示用于使用第一实施方式的流体机械14的废热利用装置I，废热利用装置I例如对从车辆发动机(内燃机)10排出的废气的热量进行回收。为此，废热利用装置I包括兰肯回路12，兰肯回路12具有供工作流体(热介质)循环的循环路13。循环路13例如
由管、管道构成。在循环路13中为了使工作流体流动而插入有流体机械14的泵单元(流体单元)16，此外，从工作流体流动的方向上观察，在泵单元16的下游处依次插入有加热器18、流体机械14的膨胀单元(流体単元)20及冷凝器22。即，泵单元16在冷凝器22侧吸入エ作流体，并在使吸入后的工作流体压カ上升后，将该工作流体朝加热器18排出。从泵单元16排出的工作流体处于低温高压的液体状态。加热器18是热交換器，具有构成循环路13的一部分的低温流路18a ;以及能与低温流路18a进行热交换的高温流路18b。高温流路18b插入例如从发动机10延伸出的排气管24。因此，当流过加热器18时，低温高压的液体状态的工作流体接收到发动机10中产生的废气的热。藉此，工作流体被加热而变成高温高压的过热蒸气状态。流体机械14的膨胀单元20使变成过热蒸气状态的工作流体膨胀，藉此，工作流体变成高温低压的过热蒸气状态。
冷凝器22是热交換器，使从膨胀単元20流出的工作流体与外部气体进行热交换而冷凝，从而使该工作流体变成低温低压的液体状态。具体而言，在冷凝器22的附近配置有电动风扇(未图示)，利用来自车辆前方的风、来自电动风扇的风来冷却工作流体。被冷凝器22冷凝后的工作流体被再次吸入泵单元16，并在循环路13中循环。在此，上述膨胀阀20不仅能使工作流体膨胀，还能将工作流体的热能转换成转矩(旋转力)并输出。为了能利用从膨胀単元20输出的转矩，在膨胀单元20上，除了泵单元16之外，还连结有发电单元26。在发电单元26上适度地连接有使用或存储所产生的电カ的例如电池等电负载28。另外，流体机械14具有用于将转矩输入、输出的动カ传递单元30，动カ传递单元30是例如电磁离合器。电磁离合器根据ECU(电子控制装置)31的控制而工作，能断续地传递转矩。
更详细而言，如图2所示，膨胀单元20、发电单元26及泵单元16通过驱动轴72被依次串联连结，驱动轴72包括靠发电単元26及膨胀单元20 —侧的驱动轴部72A ;靠泵单元16 一侧的被驱动轴部72B ;以及配置于轴部72A、72B中间的滑块87。膨胀单元20是将回旋机构21作为驱动部的涡旋式膨胀器。膨胀单元20的杯状壳体32 (膨胀单元用壳体)的开ロ被间壁34大致覆盖，但在间壁34的中央形成有通孔。
在膨胀单元用壳体32内固定有定涡盘36，在定涡盘36的背面侧划分出高压室38。高压室38经由形成于膨胀单元用壳体32的入口端ロ及与入口端ロ连接的循环路13的一部 分而与加热器18连通。在定涡盘36的正面侧以与该定涡盘36啮合的方式配置有动涡盘(旋转体、第一旋转体)40。在定涡盘36与动涡盘40之间划分出使工作流体膨胀的膨胀室42，动涡盘40的周围被划分作为对膨胀后的工作流体予以接收的低压室44。在定涡盘36的基板的大致中央贯穿地形成有导入孔46，通过该导入孔46使位于定涡盘36及动涡盘40的径向中央的膨胀室42与高压室38连通。当工作流体在径向中央的膨胀室42内膨胀时，膨胀室42的容积増大，且膨胀室42沿着定涡盘36及动涡盘40的螺旋壁朝径向外侧移动。此外，膨胀室42最終与低压室44连通，膨胀后的工作流体流入低压室44。低压室44经由未图示的出口端ロ及和该出口端ロ连接的循环路13的一部分而与冷凝器22连通。随着上述工作流体的膨胀，动涡盘40相对于定涡盘36进行公转回旋运动，该公转回旋运动被回旋机构21转换成旋转运动。
即，在动涡盘40的基板背面一体地形成有轴套，在轴套内配置有通过滚针轴承48能相对旋转的偏心轴衬50。偏心轴衬50内插入有曲柄销52，曲柄销52从圆盘形状的盘片54偏心地突出。从盘片54的与曲柄销52相反一侧同轴地一体突出有轴部56，轴部56通过滚珠轴承等向心轴承58被间壁34支承成能旋转，并通过单向离合器95与驱动轴部72A连结。即，动涡盘40被间壁34支承成能旋转，且动涡盘40的公转回旋运动被转换成轴部56的旋转运动，并将该旋转运动传递至驱动轴部72A。。回旋机构21为阻止公转回旋运动中的动涡盘40的自转并承受推压力而设有例如球式联结器60，球式联结器60配置于动涡盘40的基板的外周部与间壁34的和该外周部相对的部分之间。
在此，随着回旋机构21的工作，定涡盘36与动涡盘40具有稍许间隙地相互滑动接触。详细而言，定润盘36及动祸盘40分别由基板36a、40a和一体设于基板36a、40a的内表面的螺旋卷(日文渦巻きラップ)36b、40b构成。在螺旋卷36b、40b的前端分别设有端部密封件(日文チップシール)37，通过这些端部密封件37使螺旋卷36b、40b与和这些螺旋卷36b、40b分别相对配置的基板40a、36a具有稍许间隙地相互滑动接触，通过螺旋卷36b、40b的螺旋壁在局部相互滑动接触，从而绕基板36a、40a的轴线形成螺旋状的膨胀室42。
螺旋卷36b、40b与和这些螺旋卷36b、40b分别相对配置的基板40a、36a之间的各间隙、即定涡盘36与动涡盘40之间的间隙通过在膨胀单元用壳体32与间壁34的接合面之间形成的空间而确保。各结合面由膨胀单元用壳体32的端壁32a和间壁34的端壁34a构成，在上述各端壁32a、34a之间夹着例如金属制的呈环状的夹板即垫片39。当利用未图示的连结螺栓将膨胀单元用壳体32与间壁34连结时，通过改变该垫片39的厚度、数量能调节定涡盘36与动涡盘40之间的间隙长度，当膨胀单元20运转时，动涡盘40在驱动轴72的轴线方向上对定涡盘36的按压カ均等且可靠地施加在膨胀单元用壳体32侦U。这种定涡盘36与动涡盘40之间的间隙长度的调节是以动涡盘36是否能相对于定涡盘40顺畅地公转回旋这ー膨胀单元20的工作评价为目的而进行的。
间隙长度的调节方法如下将定涡盘36与动涡盘40彼此暂时安装，并将未图示的电动机等的转矩传感器(评价器)与驱动轴72A连接，来測定使驱动轴72A旋转时的负载转矩， 并从该负载转矩推算出定涡盘36与动涡盘40之间的间隙长度。此外，只要从该负载转矩测定值推算出的定涡盘36与动涡盘40之间的间隙长度处于由上限值和下限值确定的间隙允许范围内，就可以将定涡盘36与动涡盘40正式安装在一起。通过这种流体机械14的制造エ序中的一个エ序即负载转矩检查エ序能管理定涡盘36与动涡盘40之间的间隙长度。另ー方面，泵单元16例如是余摆线泵，但也可以是外接式齿轮泵。泵单元16具有两端开ロ的圆筒状的壳体(泵单元用壳体62)，在泵单元用壳体62内隔着规定间隔配置有ー组环状的盖64。在这些盖64之间以能旋转的方式配置有内齿(旋转体、第二旋转体)66，此外，还以围住内齿66的方式固定配置有外齿68。在内齿66与外齿68之间划分出随着内齿66的旋转而使工作流体的压カ上升的泵室70，工作流体经由未图示的吸入端ロ及与该吸入端ロ连接的循环路13的一部分被从冷凝器22吸入到泵室70内。此外，在泵室70内压カ上升后的工作流体经由未图示的排出端ロ及与该排出端ロ连接的循环路13的一部分而朝加热器18排出。为了使内齿66旋转，内齿66被固定成能与被驱动轴部72B —体旋转。
在被驱动轴部72B的一端连结有作为后述动カ传递单元30的电磁离合器，在驱动轴72的另一端隔着后述单向离合器95连结有回旋机构21的轴部56。在此，在驱动轴72的动涡盘40与内齿66之间的轴部上设有十字头联轴器85。
十字头联轴器85是能使突起部与槽部的嵌合部位滑动并能传递旋转驱动的众所周知
的联轴器。在驱动轴部72A的靠滑块87侧的端面上，作为突起部，一体形成或接合有轮轴72a，另ー方面，在被驱动轴部72B的靠滑块87 —侧的端面上，作为突起部，一体形成或接合有轮轴72b，其中上述驱动轴部72A位于驱动轴72的靠发电単元26及膨胀单元20 —侧，上述被驱动轴部72B位于驱动轴72的靠泵单元16 —侧。在各轮轴72a、72b之间配置有滑块87。在滑块87的呈圆柱形的主体部91的与各轮轴72a、72b相対的端面上，分别沿着彼此与驱动轴72的径向正交的方向凹设有槽部(卡定部)87a、87b。评价膨胀单元20的工作时所使用的转矩传感器与轮轴72a连接。
该十字头联轴器85通过以使槽部87a、87b分别与各轮轴72a、72b嵌合的方式配置滑块87，来允许驱动轴部72A与被驱动轴部72B之间的驱动轴72在径向上的变位，另ー方面，能降低因驱动轴部72A与被驱动轴部72B之间的偏心、偏角而产生的轴偏移所导致的驱动轴72的旋转角度误差，并能将驱动轴部72A的旋转角度高精度地传递至被驱动轴部72B。
包括这种十字头联轴器85的驱动轴72贯穿盖64及泵单元用壳体62，也贯穿固定于泵单元用壳体62的开ロ端的盖构件74、75。盖构件74由筒部76和凸缘部78构成，盖构件75由筒部77和凸缘部79构成，凸缘部78、79与泵单元用壳体62的开ロ端接合。在筒部76的内侧以位于该筒部76的两端的方式各配置有ー个向心轴承79、80，在筒部77的内侧配置有向心轴承89，筒部76、77通过这些向心轴承79、80、89将驱动轴72支承成能旋转。另外，在筒部76的内侧配置有例如唇形密封件等轴密封构件81，轴密封构件81将筒部76内气密地隔开。在从筒部76突出的驱动轴72的一端连结有作为动カ传递单元30的电磁离合器。
具体而言，动カ传递单元30在筒部76的外侧具有隔着向心轴承82配置的转子83，在
转子83的外周面固定有带轮84。在带轮84与发动机10的带轮之间架设有点划线所示的皮带86,从而能接收到例如来自发动机10的动カ供给以使带轮84及转子83旋转。另外，在转子83的内侧配置有螺线管97，螺线管97因来自ECU31的供电而产生磁场。
在转子83的端面附近配置有环状的电枢(armature) 88，电枢88通过板簧等弹性构件90与轴套92连结。轴套92与驱动轴72的一端花键结合，因此，电枢88能与驱动轴72 —体旋转。此外，利用螺线管97的磁场，电枢88能克服弹性构件90的作用カ而能吸附于转子83的端面，藉此，能在转子83与电枢88之间传递动力。发电单元26的圆筒状的壳体(发电单元用壳体)93被夹在间壁34与泵单元用壳体62之间，膨胀単元用壳体32、间壁34、发电单元用壳体93、泵单元用壳体62及盖构件74相互连结，从而构成用于流体机械14的ー个壳体。驱动轴72的另一端到达间壁34的通孔，驱动轴72的另一端通过滚针轴承94被间壁34支承成能自由旋转。另外，在驱动轴72的另一端的内侧固定有作为连结构件的单向离合器95,驱动轴72的另一端与回旋机构21的轴部56通过单向离合器95而连结。
当轴部56和驱动轴72朝相同方向旋转时，在轴部56的转速比驱动轴72的转速低的情况下，单向离合器95切断轴部56与驱动轴72之间的动力传递。另ー方面，当轴部56的转速趋于比驱动轴72的转速高吋，单向离合器95允许轴部56与驱动轴72之间的动カ传递，以使轴部56与驱动轴72 —体旋转。在发电单元用壳体93内延伸的驱动轴72的部分上固定有转子(第四旋转体)96，转子96例如由永磁体构成。因此,转子96配置于与轴部56及内齿66的同一轴上。
在发电单元用壳体93的内周面以围住转子96的方式固定有定子，定子具有轭部98和卷绕于轭部98的例如三组线圈100。线圈100配线成随着转子96的旋转产生三相交流电，所产生的交流电经由未图示的引出线而供给至外部的负载28。由于发电单元26不具有作为电动机的功能，因此，轭部98的形状、线圈100的圈数等构成为使发电效率变高。
以下，以流体机械14及兰肯回路12的动作为中心对上述车辆废热利用装置I的使用方法进行说明。
<启动>
为了使兰肯回路12启动，ECU31使动カ传递单元30开始工作时，发动机10的动カ被输入到驱动轴72。随着驱动轴72的旋转，泵单元16的内齿66旋转，泵单元16在上游侧吸入工作流体，使吸入后的工作流体压カ上升，并在下游侧排出该工作流体。
藉此，工作流体在循环路13内循环，工作流体被加热器18加热并在膨胀单元20中膨胀。
在兰肯回路12刚启动后，循环路13内的工作流体的压カ较低，因此，动涡盘40的转速、换言之回旋机构21的轴部56的转速比驱动轴72的转速低。因此，单向离合器95切断轴部56与驱动轴72之间的动力传递。
<自主运转及发电>
在兰肯回路12启动后，当循环路13内的工作流体的压カ充分上升吋，回旋机构21的轴部56的转速趋于比驱动轴72的转速高。当处于自由状态的回旋机构21的轴部56的转速比驱动轴72的转速高吋，单向离合器95变为锁定状态，轴部56与驱动轴72 —体旋转。此外，当从轴部56传递至驱动轴72的转矩变为足够使泵单元16工作的大小时，ECU31使动カ传递单元30停止工作，从而切断来自发动机10的动カ供给。藉此，流体机械 14进入利用膨胀单元20中产生的转矩来使泵单元16工作的自主运转。
此时，随着驱动轴72的旋转，发电单元26的转子96旋转，发电单元26产生交流电。交流电被供给至负载28，并被负载28适度地存储或消耗。负载28也可包括将交流电转换成直流电的整流器。
<再生制动器>
在流体机械14进入自主运转后，发动机10的负载减轻，但在车辆制动时或减速吋，E⑶31也可使动カ传递单元30开始工作、即使电磁离合器连接。藉此，流体机械14发挥作为再生制动器的功能，从而不仅对发动机10施加用于减速的辅助性负载，还使发电单元26发电，以将车辆的动能转换为电能。< 其它>
另外，也可不便流体机械14进入自主运转而将流体机械14的转矩供给到发动机10。即，也可将膨胀単元20内产生的转矩中超过被泵単元16及发电单元26消耗的转矩的部分经由动力传递单元30输出到发动机10。
如上所述，在第一实施方式的流体机械14中，驱动轴72通过轴部56与动涡盘40连结，并与泵单元16的内齿66连结，在驱动轴72的动涡盘40与内齿66之间的轴部上设有十字头联轴器85。藉此，当制造流体机械14吋，使膨胀单元20与泵单元16在十字头联轴器85处分离独立，以个别地进行膨胀单元20的工作评价，从而能合适地评价膨胀単元20的工作，因此，能确保流体机械14的性能并能提高生产效率。具体而言，当对驱动轴72的负载转矩进行測定来评价回旋机构21的工作时，可防止泵单元16的内齿66随着驱动轴72的旋转而旋转且该内齿66的旋转成为摩擦而对负载转矩的測定结果产生误差，因此，能合适地评价膨胀単元20。
另外，在泵单元16中产生不良情况的情形下，仅将泵単元16在十字头联轴器85处分离，就能对其进行修理、更换，能避免为修理、更换泵単元16而将流体机械14整体分解，从而能提高流体机械14的维修性。此外，由于十字头联轴器85是较简单的结构，因此，在膨胀单元20的工作评价中，能较容易地进行将转矩传感器与轮轴72a连接在一起时的定心作业，这点有助于进ー步提高生产流体机械的效率。
除此之外，十字头联轴器85还允许轴的径向上的变位，另ー方面，能降低因轴偏移(偏心、偏角)而产生的旋转角度误差，从而能高精度地传递旋转角度，由于允许将各单元16、20 一体化时的轴偏移，因此，能确保流体机械14的性能。图3表不第二实施方式的流体机械102。对于与第一实施方式的流体机械14相同的结构标注相同的符号并省略说明，或是省略符号。
流体机械102并不包括动カ传递装置30，而是在驱动轴部72B的与十字头联轴器85侧相反ー侧的一端连结有泵单兀16的图3中未图不的内齿66。另外，流体机械102不包括泵单元用壳体62，泵单元16隔着ー组盖64被两个贯穿螺栓104旋紧到发电单元用壳体93的开ロ端，各贯穿螺栓104从流体机械102的外侧旋紧到盖64的呈对角的位置。
另ー方面，盖64彼此被两个连结螺栓106旋紧，各连结螺栓106从流体机械102的外侧旋紧到与各贯穿螺栓104的对角位置不同的对角位置。即，将膨胀单元用壳体32、间壁 34、发电单兀用壳体93、盖64相互连结,从而构成用于流体机械102的一个壳体。此外，在流体机械102中，十字头联轴器85配置于驱动轴72上比向心轴承89更靠泵单元16侧的位置。
在流体机械102中，能简单地构成不包括动カ传递装置30的情况下的流体机械102的壳体。
另外，通过从流体机械102的外侧旋紧贯穿螺栓104来进行泵単元16的固定，并从与连结螺栓106的旋紧相同的方向进行贯穿螺栓104的旋紧，因此，能进ー步提高生产流体机械102的效率。图4表示第三实施方式的流体机械108。对于与第一实施方式的流体机械14及第ニ实施方式的流体机械102相同的结构标注相同的符号并省略说明，或是省略符号。
流体机械108不包括发电单元26，因此，泵单元用壳体62通过间壁34而固定于膨胀单兀用壳体32。另外，流体机械108不包括盖构件74，代之使泵单元用壳体62延伸至盖构件74本应存在的位置，即，将膨胀单元用壳体32、间壁34、泵单元用壳体62相互连结来构成用于流体机械108的ー个壳体,并使十字头联轴器85位于泵单兀用壳体62内。此外，泵单元16隔着盖构件75被多个贯穿螺栓109旋紧到泵单元用壳体62，各贯穿螺栓109从泵单元用壳体62的内侧旋紧。
在该流体机械108中，能简单地构成不包括发电单元26的情况下的流体机械108的壳体，从而能进一步提闻生广流体机械108的效率。另外，泵单元16从泵单元用壳体62的内侧即流体机械108的内侧旋紧到泵单元用壳体62，与第一实施方式的情况相比，流体机械108的壳体的要密封部分減少了ー处，因此，能降低工作流体朝壳体外泄漏的危险性，从而能进ー步提高流体机械108的可靠性。图5表不第四实施方式的流体机械110。对于与第三实施方式的流体机械108相同的结构标注相同的符号并省略说明，或是省略符号。
在流体机械110中，在从驱动轴72中与曲柄销52相反的ー侧和盘片54同轴地一体突出的轴部56内埋设有十字头联轴器112。作为十字头联轴器112的构成部，如图6 图8所示，在驱动轴72的靠泵单元16一侧的被驱动轴部72B的端面上一体形成或接合有轮轴72b以作为突起部(图8)，并在轴部56的与曲柄销52相反一侧的端面上凹设有本实施方式的滑块114的收容孔116(图6)。
在滑块114的呈圆柱形的主体部111的靠收容孔116 —侧的端面上突出形成有轮轴(卡定部)114a，另ー方面，在主体部111的靠轮轴72b —侧的端面，沿着驱动轴72的径向在与轮轴114a正交的方向上凹设有槽部(卡定部)114b (图7)。通过在收容孔116的底部116a上形成有槽部116b，将轮轴114a与该槽部116b嵌合并将轮轴72b与槽部114b嵌合来配置滑块114，十字头联轴器112允许轴部56即驱动轴部72A与被驱动轴部72B之间的驱动轴72在径向上的变位，另ー方面，能降低驱动轴72的旋转角度误差，从而能将驱动轴部72A的旋转角度高精度地传递至被驱动轴部72B。收容孔116的孔深度D与滑块114的除了轮轴114a的部分之外的轴向上的轴长度L大致相同，藉此，滑块114不仅槽部114b也包括主体部111在内地收容于收容孔116。在该状态下，当通过滑块114将被驱动轴部72B组装到驱动轴部72A时，利用收容孔116的壁面116c限制滑块114在径向上的移动。即，收容孔116的孔径dl形成得比滑块114的径向上的轴径d2稍大，当组装流体机械110吋，滑块114在收容孔116中几乎不能沿其径 向移动，滑块114不仅槽部114即便主体部111也通过收容孔116被卡定在轴部56上。在该流体机械110中，能防止当通过滑块114将被驱动轴部72B安装到驱动轴部72A时滑块114脱落的情況，从而能防止组装流体机械110时作业性变差。具体而言，能有效地防止当进行各流体単元16、20的工作评价时滑块114在定心作业中脱落的情况，从而能进ー步容易地进行上述定心作业，因此，能进一步提高流体机械110的生产效率。另外，在组装完流体机械110之后，能将滑块114埋设于轴部56，因此，能将被驱动轴部72B的长度及驱动轴72的长度缩短相当于滑块112的轴长度L的长度，从而能实现流体机械110的进ー步小型化。
图9示出了构成第五实施方式的十字头联轴器118的收容孔120的立体图，图10及图11是表示轮轴114a收容于形成在收容孔120的底部120a的槽部120b的收容状态的俯视图。对于与第四实施方式的流体机械110相同的结构标注相同的符号并省略说明，或是省略符号。如图6所示，第四实施方式的槽部116b具有两对侧面117a、117c及117b、117d，相邻的侧面117a、117b及侧面117c、117d由加工成R状面的角落部119平滑地相连。
另ー方面，如图9及图10所示，本实施方式的槽部120b是相邻的侧面122a、122b及侧面122c、122d通过角落部124以具有台阶差的方式相连而形成的。角落部124是通过使例如侧面122a 122d中的沿槽部120b的长边方向延伸的一对侧面122a、122c的两端朝内侧凹陷而加工形成为圆弧状面的。当将轮轴114a收容于槽部120b时，轮轴114a的角落部126能与角落部124非接触，并在槽部120b中形成有允许轮轴114a沿其长边方向稍许移动的退避空间128。另外，只要形成上述退避空间128即可，角落部124并不限定于上述形状。在该流体机械110中，在槽部120b的角落部124中形成有退避空间128，因此，如图11中的箭头所示，当安装流体机械110时，轮轴114a能在槽部120b的长边方向、即轴部56的径向上稍许移动，能允许因各流体単元16、20的尺寸误差、组装误差而产生的驱动轴部72A与被驱动轴部72B之间的驱动轴72的轴心偏差，因此，无需严密地管理流体机械110的尺寸误差和组装误差，从而能进一步提闻流体机械110的生广效率。
虽然未图示，但本发明并不限定于上述第一实施方式至第五实施方式，能进行各种变形。
例如，也可在膨胀单元20与发电单元26之间的驱动轴72的轴部设置十字头联轴器85。
另外，也可除去间壁34，使膨胀单元用壳体32与泵单元用壳体62直接接合以扩大膨胀单元用壳体32内的容积，并在低压室44的工作流体所存在的膨胀单元用壳体32内配置十字头联轴器85。在该情况下，无需间壁34及向心轴承58，从而使流体机械的结构变得简单，因此，能进一步提闻生广流体机械的效率。此外，若对十字头联轴器85进行氮化处理等表面硬化处理，则能提高十字头联轴器85的耐久性，并能提高流体机械的可靠性，是较为理想的。
除此之外，也可构成使压缩单元(流体単元)与膨胀单元20、泵单元16连结的流体机械，该压缩单元随着动涡盘(旋转体、第一旋转体)的公转回旋吸入工作流体，并在对吸入后的工作流体进行压缩后，将该工作流体排出。尤其在使压缩单元与膨胀单元20连结的情况下，可将压缩単元及膨胀单元20这两个単元的回旋机构在十字头联轴器85处分离以个别地进行工作评价，因此，能进ー步提高生产流体机械的效率。另外，也可将供用于对回旋机构进行润滑的润滑油流动的供油路贯穿设置于驱动轴72，尤其在上述使压缩单元与膨胀单元20连结的情况下，能使润滑油在压缩单元与膨胀単元20之间循环，从而能更顺利地对这两个回旋机构进行润滑。
此外，在第一实施方式至第三实施方式中，泵单元16为余摆线泵，但泵単元的型号并未被特别地限定。除此之外，泵单元16、发电单元26及膨胀单元20等各単元的排列并未被特别限定。
另外，也可利用使发电单元26具有作为电动机的功能的电动发电机(发电驱动单元)以代替发电单元26。该电动发电机具有转子(第五旋转体)并具有随着转子的旋转而产生电カ的发电功能，另ー方面，该电动发电机还能作为利用外部电カ使转子旋转并随着转子的旋转对驱动轴72进行驱动的电动机起作用。另外，当然能将第四实施方式这样的滑块114埋设于驱动轴72的轴部56的埋设结构适用于第三实施方式以外的第一或第二实施方式等的流体机械中。
此外，本发明的流体机械并不限于车用废热利用装置I的兰肯回路12，能适用于供エ作流体循环的所有制冷剂回路。
(符号说明)14、102、108、110 流体机械 16泵单元(流体単元)
20膨胀单元(流体单元)
26发电单元
30动カ传递单元
40动涡盘(旋转体、第一旋转体)
66内齿(旋转体、第二旋转体)
72驱动轴85、112十字头联轴器96转子(第四旋转体)56轴部87、114滑块91,111主体 部114a轮轴(卡定部)114b槽部(卡定部)116收容孔
权利要求
1.一种流体机械，其特征在于，包括 多个流体单元，这些流体单元具有旋转体，并随着所述旋转体的旋转使工作流体流入流出；以及 驱动轴，该驱动轴与所述多个流体单元的各所述旋转体连结， 在所述驱动轴的所述旋转体之间的轴部设有十字头联轴器。
2.如权利要求I所述的流体机械，其特征在于， 所述十字头联轴器包括滑块，该滑块由与所述轴部相对的卡定部和形成有所述卡定部的主体部构成， 所述滑块收容于收容孔，该收容孔形成于所述轴部。
3.如权利要求I或2所述的流体机械，其特征在于， 所述多个流体单元包括膨胀单元，该膨胀单元具有第一旋转体，随着所述第一旋转体的旋转接收工作流体，并在使接收到的工作流体膨胀后将该工作流体排出。
4.如权利要求I至3中任一项所述的流体机械，其特征在于， 所述多个流体单元包括泵单元，该泵单元具有第二旋转体，随着所述第二旋转体的旋转吸入工作流体，并在使吸入的工作流体的压力上升后将该工作流体排出。
5.如权利要求I至4中任一项所述的流体机械，其特征在于， 所述多个流体单元包括压缩单元，该压缩单元具有第三旋转体，随着所述第三旋转体的旋转吸入工作流体，并在对吸入的工作流体进行压缩后将该工作流体排出。
6.如权利要求I至5中任一项所述的流体机械，其特征在于， 所述流体机械包括发电单元，该发电单元具有与所述驱动轴连结的第四旋转体，并随着所述第四旋转体的旋转产生电力。
7.如权利要求I至5中任一项所述的流体机械，其特征在于， 所述流体机械包括发电驱动单元，该发电驱动单元具有与所述驱动轴连结的第五旋转体，并随着所述第五旋转体的旋转产生电力，此外，还利用外部电力使所述第五旋转体旋转，并随着所述第五旋转体的旋转驱动所述驱动轴。
8.如权利要求I至7中任一项所述的流体机械，其特征在于， 所述流体机械包括动力传递单元，该动力传递单元与所述驱动轴连结，并在所述驱动轴与外部之间传递动力。
全文摘要
流体机械(14、102、108)包括具有旋转体(40、66)并随着旋转体(40、66)的旋转使工作流体流入流出的多个流体单元(16、20)；以及与多个流体单元(16、20)的各旋转体(40、66)连结的驱动轴(72)，在驱动轴(72)的旋转体(40、66)之间的轴部设有十字头联轴器(85)。
文档编号F04C23/02GK102812207SQ201180015498
公开日2012年12月5日 申请日期2011年3月22日 优先权日2010年3月24日
发明者中村慎二, 和田博文 申请人:三电有限公司