螺旋式流体机械

技术领域

本发明涉及一种将电动马达一体化了的螺旋流体机械。

背景技术

专利文献1（国际公开WO2018/138795号）公开有在马达壳体中能够获得高强度的马达以及使用该马达的压缩机。该压缩机具备马达，所述马达具有：被设置为旋转自如的旋转轴；与旋转轴一体地旋转的转子；使转子旋转驱动的定子；为收纳转子和定子的筒状体且在其外周面设置有沿周向延伸的肋部的马达壳体。该马达经由旋转轴与压缩部连结。

专利文献2（日本特开2019-178678号公报）公开有螺旋式电动压缩机。该螺旋式电动压缩机具有如下构造：在壳体内配置电动马达部和压缩部，相互经由旋转轴被连结，由借助电动马达部而旋转的旋转轴向压缩部传递驱动力。

专利文献3（日本特开2019-190459号公报）公开有如下的压缩机：也和专利文献2同样地在壳体内具备电动马达部和压缩部，电动马达部和压缩部经由旋转轴被连结。

专利文献1：国际公开WO2018/138795号公报。

专利文献2：日本特开2019-178678号公报。

专利文献3：日本特开2019-190459号公报。

例如，如上述的专利文献1至3所公开的那样，在以往的内置电动马达和压缩机的螺旋式流体机械中，成为如下的构造：用旋转轴将电动马达与压缩机之间连结，电动马达的力矩通过该旋转轴被向压缩机传递。在该情况下，对于旋转轴，为了将由电动马达产生的力矩可靠地向压缩机传递，需要确保既定的直径和既定硬度。为此，用铁系材料形成旋转轴的情况较多，此外强度方面需要将轴径加粗，为此产生流体机械自身的重量增大的问题点。

进而，在驱动螺旋件和从动螺旋件一边互相回转运动一边进行高速旋转这样的流体机械中，支承的轴承直径越小，容许转速变大而容易高速化，所以特别地期望将旋转轴形成为较细，此外从轻量化的观点看，希望用铝材料等的轻量材料形成。

发明内容

为此，本发明提供一种具有实现高速旋转以及小型轻量化的构造的涡

旋式流体机械。

本发明的螺旋流体机械为，在壳体内具备：驱动螺旋部件，具备螺旋状地延伸的至少一个驱动螺旋件；从动螺旋部件，具备与前述驱动螺旋件啮合而划分压缩空间的从动螺旋件，经由旋转同步机构与前述驱动螺旋部件连结，其中，用于使前述驱动螺旋部件旋转的驱动部由被固定在前述壳体内的定子、被固定于前述驱动螺旋部件的转子构成。

由此，驱动螺旋部件借助被固定于驱动螺旋部件的转子而被直接旋转，所以能够不经由旋转轴而将在转子产生的力矩向驱动螺旋部件传递。旋转轴仅支承定位件和各自的自重，所以即使直径较小也能够使用铝材料而不是铁系材料，因而能够达成螺旋流体机械的轻量化。

进而，期望前述驱动螺旋部件具备：驱动螺旋镜板，在中央开口有连通孔；第一以及第二驱动螺旋件，立设在该驱动螺旋镜板的两侧，沿径向螺旋状地延伸；第一以及第二驱动螺旋承受件，从两侧支承前述驱动螺旋镜板的外周端部并且被旋转自如地支承于前述壳体，前述从动螺旋部件具备：第一从动螺旋件，与前述第一驱动螺旋件啮合而划分第一压缩空间；第二从动螺旋件，与前述第二驱动螺旋件啮合，划分经由前述驱动螺旋镜板的连通孔与前述第一压缩空间的中央侧端部连通的第二压缩空间；第一从动螺旋镜板，立设有前述第一从动螺旋件；第二从动螺旋镜板，立设有前述第二从动螺旋件；第一从动螺旋轴部，从前述第一从动螺旋镜板的中央部分向前述第一从动螺旋件的相反侧延伸，在中央贯通有与前述第一压缩空间的中央侧端部连通的吐出孔，并且被旋转自如地支承于前述壳体；第二从动螺旋轴部，向前述第二从动螺旋镜板的第二从动螺旋件的相反侧延伸，被旋转自如地保持于前述壳体。

由此，被划分于驱动螺旋镜板的两侧的第一以及第二压缩空间由被连结于外周部分的第一以及第二驱动螺旋承受件在轴向夹持，所以在第一以及第二压缩空间产生的压力能够在轴向上抵消，由此对用于将例如驱动螺旋部件以及从动螺旋部件旋转自如地支承于壳体而设置的轴承能够不施加载荷。进而，由此能够降低关于从动螺旋部件轴部的载荷，所以能够由铝材料等轻量部件形成轴部。

进而，期望前述转子被配置在从前述第二驱动螺旋承受件的外周端部向轴向的壳体侧延伸的旋转延伸部的内侧，且前述定子在从前述壳体向前述第二驱动螺旋承受件侧延伸的固定延伸部的外周被配置为与前述转子对置。

借助该构造，能够将前述螺旋流体机械的径向的尺寸减小。

进而，还期望前述转子配置为将前述第一驱动螺旋承受件的外周部以及第二驱动螺旋承受件的外周部桥接，前述定子以与前述转子对置的方式被固定于前述壳体。

借助该构造，能够将前述螺旋流体机械的轴向的尺寸减小。

此外，期望前述转子由被配置为既定的极性的多个电磁体构成，前述定子是相对于前述转子使旋转磁场产生的线圈。

根据本发明，驱动螺旋部件借助被固定于驱动螺旋部件的转子而被直接旋转，所以能够不经由旋转轴而将在转子产生的力矩向驱动螺旋部件传递，由此能够将旋转轴使用铝材料等的轻量部件而不是铁系材料，此外轴径也能够减小，所以轴承也能够成为小型化，能够容易地达成螺旋流体机械的轻量化、小型化以及高速化。

进而，根据该发明，被划分于驱动螺旋镜板的两侧的第一以及第二压缩空间借助在外周部分所连结的第一以及第二驱动螺旋承受件在轴向上被夹持，所以在第一以及第二压缩空间产生的压力在轴向上能够抵消，由此对用于将例如驱动螺旋部件以及从动螺旋部件旋转自如地支承于壳体而设置的轴承，能够不作用载荷，进而，由此能够降低关于从动螺旋部件轴部的载荷，所以能够借助铝材料等轻量部件形成轴部。

如上所述，根据本发明的螺旋流体机械，将作为驱动部的电动马达的定子固定于壳体，并且将转子固定于驱动螺旋承受件而直接驱动，因此能够达成螺旋流体机械的轻量化、高速化以及小型化。

附图说明

图1是本发明的实施例1的螺旋式流体机械的剖视构造图。

图2是本发明的实施例2的螺旋式流体机械的剖视构造图。

具体实施方式

以下，根据附图说明关于本发明的实施例。

【实施例1】

本发明的实施例1的螺旋流体机械1如例如图1所示，由壳体2、被配置在壳体2内的压缩部3、使前述压缩部3驱动的驱动部4构成。

前述压缩部3由驱动螺旋部件5、从动螺旋部件6构成。此外，从动螺旋部件6由第一以及第二从动螺旋部件6a、6b构成。

前述驱动螺旋部件5具备：驱动螺旋镜板50，在中央开口有连通孔5a；第一以及第二驱动螺旋件51，52，立设在该驱动螺旋镜板50的两侧，在径向上螺旋状地延伸；第一以及第二驱动螺旋承受件54、55，从两侧支承前述驱动螺旋镜板50的外周端部53；第一以及第二驱动螺旋轴部56、57，相对于前述壳体旋转自如地保持第一以及第二驱动螺旋承受件54、55。

前述第一从动螺旋部件6a具备：第一从动螺旋件6a1，与前述第一驱动螺旋件51啮合而划分第一压缩空间71；第二从动螺旋件6b1，与前述第二驱动螺旋件52啮合，划分经由前述驱动螺旋镜板50的连通孔5a与前述第一压缩空间71的中央侧端部连通的第二压缩空间72；第一从动螺旋镜板6a2，立设有前述第一从动螺旋件6a1；第二从动螺旋镜板6b2，立设有前述第二从动螺旋件6b1；第一从动螺旋轴部6a3，从前述第一从动螺旋镜板6a1的中央部分向前述第一从动螺旋件6a2的相反侧延伸，在中央贯通有与前述第一压缩空间71的中央侧端部连通的吐出孔73，并且被旋转自如地支承于前述壳体2；第二从动螺旋轴部6b3，向前述第二从动螺旋镜板6b2的第二从动螺旋件6b1的相反侧延伸，被旋转自如地保持于前述壳体2。

此外，前述第一以及第二驱动螺旋承受件54、55的第一以及第二驱动螺旋轴部56、57经由轴承81、82被旋转自如地保持于前述壳体2，进而前述第一以及第二从动螺旋部件6a、6b经由轴承83、84被旋转自如地保持于前述壳体2。此外，前述第一从动螺旋轴部6a3和壳体2之间被轴密封件85密封，切断前述壳体2的内外。另外，前述轴密封件85由被固定于壳体2的盖22保持。

进而，在前述第一从动螺旋部件6a的第一从动螺旋镜板6a2和第一驱动螺旋承受件54之间，作为用于使驱动螺旋部件5和从动螺旋部件6相对地回转运动的自转防止机构而设置有欧式环9。

前述驱动部4由转子41和定子42构成，所述转子41由被固定于L字形的套筒58内侧的永磁体构成，所述L字形的套筒58被固定于第二驱动螺旋承受件55的端面；所述定子42被配置为与该转子41对置，由相对于前述转子41使旋转磁场产生的线圈构成。此外，前述定子42被设置在从前述壳体2圆筒状地向内侧延伸的肋部21的外周。

根据以上的结构，在向前述驱动部4的定子42通电了的情况下，在定子42产生旋转磁场，由永磁体构成的转子41受到旋转磁场的影响而旋转，由此，经由第一以及第二驱动螺旋承受件54、55，驱动螺旋部件5以轴承81、82为基点而旋转，经由作为旋转同步机构的欧式环9与该驱动螺旋部件5连结的第一以及第二从动螺旋部件6a1、6b1以轴承83、84为基点而旋转，相对于驱动螺旋部件5相对地进行回转运动。由此，第一以及第二压缩空间71、72能够从驱动螺旋部件5的外周方向朝向中心方向而使其容积减少。从外周部分吸引流体而朝向中央侧压缩。进而在驱动螺旋部件5的中心部分，第二压缩空间72经由连通孔5a而连通，进而能够经由被形成在第一从动螺旋轴部6a3的吐出孔73而将被压缩的流体吐出。

由此，转子41的驱动力（力矩）向驱动螺旋部件5的外周部分直接传递，所以能够使压缩部3有效率地动作，不使用必须由强度较高的部件（重量较重材料）形成的旋转轴，由此能够将第一以及第二驱动螺旋轴部56、57与第一以及第二驱动螺旋承受件54、55分别一体地由相同的轻量材料、例如铝材料等形成，由此，能够进一步将第一以及第二从动螺旋轴部6a3，6b3与第一以及第二从动螺旋部件6a1、6b1由相同的轻量材料一体地形成，由此能够将螺旋流体机械1轻量化。

此外，在实施例1的螺旋流体机械1中，是在从第二驱动螺旋承受件55向轴向延伸的套筒58设置转子41的构造，所以能够控制螺旋流体机械1的径向尺寸的扩大。

【实施例2】

在图2所示的本申请发明的实施例2的螺旋流体机械1A中，与上述的实施例1实现同样的效果的部位附加相同的附图标记而省略其说明。

在实施例2的螺旋流体机械1A中，构成驱动部4A的定子42A由壳体2A、2B夹持固定。此外，构成驱动部4A的转子41A以与前述定子42A对置的方式被固接在前述驱动螺旋部件5的外周端部53。另外，在该实施例2中，构成为定子42A被壳体2a，2b夹持固定，但也可以在前述的实施例1的壳体2的内周面以与前述转子41A对置的方式配置。

通过以上的构造，在本发明的实施例2的螺旋流体机械1A中，能够将螺旋流体机械1A的轴向的尺寸减小。

【产业上的使用可能性】

本发明的螺旋流体机械1、1A通过从吐出侧使压缩空气或冷媒、气体等流入而令其旋转膨胀，从而能够将压缩部3作为动力源而使用，由此，进而在上述的实施例1、2中能够将动力部4，4A作为发电机而使用。

附图标记

1、1A 螺旋流体机械

2、2A、2B 壳体

3 压缩部

4 驱动部

5 驱动螺旋部件

5a 连通孔

6 从动螺旋部件

6a 第一从动螺旋部件

6a1 第一从动螺旋件

6a2 第一从动螺旋镜板

6a3 第一从动螺旋轴部

6b 第二从动螺旋部件

6b1 第二从动螺旋件

6b2 第二从动螺旋镜板

6b3 第二从动螺旋轴部

9 欧式环

21 肋部

22 盖

41，41A 转子

42，42A 定子

50 驱动螺旋镜板

51 第一驱动螺旋件

52 第二驱动螺旋件

53 外周端部

54 第一驱动螺旋承受件

55 第二驱动螺旋承受件

56 第一驱动螺旋轴部

57 第二驱动螺旋轴部

58 套筒

71 第一压缩空间

72 第二压缩空间

73 吐出孔

81、82、83、84 轴承

85 轴密封件。