JP2006342793A

JP2006342793A - 流体機械

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Publication number: JP2006342793A
Application number: JP2006044420A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Takeuchi; 康浩武内; Keiichi Uno; 慶一宇野; Shigeru Hisanaga; 滋久永; Hirotomo Asa; 弘知麻; Atsushi Inaba; 淳稲葉; Kazuhide Uchida; 和秀内田; Hiroshi Ogawa; 博史小川; Yoichiro Kawamoto; 陽一郎河本
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】発電モードの立ち上げ時に、無駄な動力（電力）消費を低減して回生分を大きくすること、およびこの過渡状態時の静粛性を向上させる。
【解決手段】両歯部１１２ｂ・１１３ｂの円周方向における接触が離れる方向へ従動クランク機構１１８を付勢する付勢手段１６０を設けている。
これによれば、両歯部１１２ｂ・１１３ｂが付勢手段１６０によって積極的に離されることにより、発電モード立ち上げ時に作動室Ｖの中央部と外周との圧力差が均圧されるため、無駄な動力（電力）を使うことがなくなり、回生分を大きくすることができる。また、所定高圧に達するまでの途中段階においても、付勢手段１６０によって旋回側歯部１１３ｂの位置が安定して両歯部１１２ｂ・１１３ｂが接触・離れを繰り返すようなことがなくなるため、カタカタ音の発生も防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧縮機および膨張機としての両機能を有するスクロール型圧縮機兼膨張機と、電動機および発電機としての両機能を有するモータジェネレータとを有し、モータジェネレータで圧縮機兼膨張機を駆動して流体を圧縮する圧縮モードと、圧縮機兼膨張機でモータジェネレータを駆動して発電を行う発電モードとを備える流体機械に関するものである。

従来、例えば下記の特許文献１に示されるように、ランキンサイクルＲａの熱エネルギーを回転動力へと変換する膨張機と、回転動力により駆動されてランキンサイクルＲａの圧力を上げる給液ポンプと、回転駆動力を発生するモータとを備え、これらで回転軸を共有した流体機械が知られている。従動クランク機構を備えたスクロール型の膨張機で冷媒ガスを膨張させて回転動力を取り出し、同軸上に設けられたモータを駆動して発電回生する。
特開２００５−３０３８６号公報

上記の流体機械の具体的な作動として、ランキンサイクルの立ち上げ時には、モータで給液ポンプを起動する。このとき、高圧が充分に上昇していない状態で膨張機が回転を開始することとなり、スクロールのロータとステータとの両方の歯部で仕切られた空間に高圧ガスが供給されないまま膨張作動を行うため、さながら真空ポンプの動作を行ってしまい、無駄な負荷がモータに掛かって消費電力が大きくなるという問題点がある。

そのため、スクロール型膨張機では従動クランク機構により、作動室の中央部が外周部より低圧になるとロータとステータの歯部が離れ、中央部と外周の作動室間との圧力差が小さく、もしくは均圧される。しかしながら、所定高圧に達するまでの途中段階では、従動クランクの作用でロータ歯部の位置が不安定となり、両方の歯部が接触・離れを繰り返すことがある。

この状況は膨張機入口に所定の高圧ガス冷媒が供給されるまで続くこととなり、結果としてカタカタという音が発生するうえ、場合によっては両歯部に振動荷重が発生して寿命を縮めてしまい、破損に至るなどの不具合がでるおそれがあるという問題点がある。本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、ランキンサイクルを用いて車両廃熱から電力回生する流体機械において、発電モードの立ち上げ時に、無駄な動力（電力）消費を低減して回生分を大きくすること、およびこの過渡状態時の静粛性を向上させることのできる流体機械を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項１２に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、内部に膨張部を収容するハウジング（１１１）と、
ハウジング（１１１）に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部（１１８１ａ）を備えたシャフト（１１８１）と、
駆動ピン部（１１８１ａ）を受け入れる孔部（１１８２ａ）を備えたブッシング（１１８２）と、
ブッシング（１１８２）を回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部（１１３ａ）と渦巻き形の旋回側歯部（１１３ｂ）とを有し、駆動ピン部（１１８１ａ）とブッシング（１１８２）とボス部とから構成される従動クランク機構（１１８）を介してシャフト（１１８１）と連動して公転運動をする旋回スクロール（１１３）と、
旋回スクロール（１１３）と噛み合う渦巻き形の固定側歯部（１１２ｂ）および固定側端板部（１１２ａ）を有すると共にハウジング（１１１）に固定された固定スクロール（１１２）と、
シャフト（１１８１）と連動するモータジェネレータ（１２０）とを備える流体機械において、
両歯部（１１２ｂ、１１３ｂ）の円周方向における接触が離れる方向へ従動クランク機構（１１８）を付勢する付勢手段（１６０）を設けたことを特徴としている。

前記特許文献１には、従動クランク機構（１１８）の１機能として、真空ポンプ仕事を低減させる旨の記述が有るが、積極的に従動クランク機構（１１８）の機能を活用していない。本発明では、従動クランク機構（１１８）に、旋回・固定の両歯部（１１２ａ、１１３ａ）を常時積極的に離す付勢手段（１６０）を設けている。

この請求項１に記載の発明によれば、両歯部（１１２ｂ、１１３ｂ）が付勢手段（１６０）によって積極的に離されることにより、発電モード立ち上げ時に作動室（Ｖ）の中央部と外周との圧力差が均圧されるため、無駄な動力（電力）を使うことがなくなり、回生分を大きくすることができる。

また、所定高圧に達するまでの途中段階においても、付勢手段（１６０）によって旋回側歯部（１１３ｂ）の位置が安定して両歯部（１１２ｂ、１１３ｂ）が接触・離れを繰り返すようなことがなくなるため、カタカタ音の発生も防止することができる。また従来は、発電モード立ち上げ時の真空ポンプ動作を考慮して回転トルクの大きなモータジェネレータ（１２０）を設計する必要があったが、上記効果によりモータジェネレータ（１２０）を小型にすることができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の流体機械において、付勢手段（１６０）として、駆動ピン部（１１８１ａ）とブッシング（１１８２）との間に弾性部材（１６０）を介在させたことを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、弾性部材（１６０）を介在させるという簡単な構成で良いため、実施容易であり、コストも抑えることができる。なお、間に介在させれば良いという点より、弾性部材（１６０）は駆動ピン部（１１８１ａ）側とブッシング（１１８２）側とのいずれの側に構成しても良い。

また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の流体機械において、弾性部材（１６０）として、ゴム部材（１６１）を用いたことを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、より具体的にはゴム部材（１６１）を弾性部材（１６０）として用いることで良く、いずれかの側に接合させるなどの方法であっても良い。

また、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の流体機械において、ゴム部材（１６１）として、Ｏリング（１６１）を用いたことを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、さらに具体的には、Ｏリング（１６１）を用いたことにより種類やサイズなどの選択が容易であり、安価で入手も容易である。また、組み付け方法も容易にすることができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項２に記載の流体機械において、弾性部材（１６０）として、ばね部材（１６２）を用いたことを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、より具体的にはばね部材（１６２）を弾性部材（１６０）として用いることにより付勢力やサイズなどの選択が容易であり、安価で入手も容易である。

また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の流体機械において、ばね部材（１６２）の保持部材（１６３）を設けたことを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、さらに具体的にはばね部材（１６２）を保持部材（１６３）に固定して脱落防止や姿勢保持とし、その保持部材（１６３）をブッシング（１１８２）に固定して反力の受け部材としても良いし、駆動ピン部（１１８１ａ）を保持部材（１６３）としても良い。

また、請求項７に記載の発明では、請求項５に記載の流体機械において、駆動ピン部（１１８１ａ）とばね部材（１６２）との間に摺動部材（１６４）を介在させたことを特徴としている。この請求項７に記載の発明によれば、スライダ式の従動クランク機構（１１８）では、ばね部材（１６２）での直押しとしても良いが、従動クランク機構（１１８）がスイングリンク式の場合には、駆動ピン部（１１８１ａ）とブッシング（１１８２）との間で摺動するため、摺動部材（１６４）を介在させることによって耐久性を向上させることができる。

また、請求項８に記載の発明では、内部に膨張部を収容するハウジング（１１１）と、
ハウジング（１１１）に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部（１１８１ａ）を備えたシャフト（１１８１）と、
駆動ピン部（１１８１ａ）を回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部（１１３ａ）と渦巻き形の旋回側歯部（１１３ｂ）とを有し、駆動ピン部（１１８１ａ）とボス部とを介してシャフト（１１８１）と連動して公転運動をする旋回スクロール（１１３）と、
旋回スクロール（１１３）と噛み合う渦巻き形の固定側歯部（１１２ｂ）および固定側端板部（１１２ａ）を有すると共にハウジング（１１１）に固定された固定スクロール（１１２）と、
シャフト（１１８１）と連動するモータジェネレータ（１２０）とを備える流体機械において、
旋回側歯部（１１３ｂ）と固定側歯部（１１２ｂ）との間において中心部に歯逃がしを設け、さらにその中心部歯逃がしが終了する位相から外周部方向へ３６０度以下の位相を始点として外周部方向へ歯逃がしを形成するとともに、
中心部と作動室（Ｖ）が最小閉じ込み容積となる部分とをバイパスさせるバイパス機構（１７０）を設けたことを特徴としている。

前記特許文献１の流体機械には、可変容量式スクロール型膨張機の過膨張防止手段として作動室（Ｖ）のバイパス機構が設けられている。この機構は、膨張機の入口（中心）ポート・中心部作動室・低圧室の三つを連通させる通路と、その内部に直線往復運動するバーベルスプールとを設け、高圧冷媒の圧力に応じて圧力レギュレータ（制御弁）を用いてスプールの位置を動かし、三つの部分の連通を行い、入口容積を変えることで膨張比を変えることができるようになっている。結果として過膨張を防止することができる。また、前記特許文献１では真空ポンプ動作対策としては謳っていないが、同様の機構を設けることで真空ポンプ動力を低減することが可能である。

また、通常圧縮機に用いるスクロールの歯部には、２点当たりが発生しないように歯の当たる３６０度分以外は歯逃がしが施されている。これは、片側２点接触を想定した設計では、歯の付け根に大きな曲げ応力が作用するタイミングがあり、歯の変形や破損が懸念されるためであり、歯逃がしを施すことによってその心配がなくなるうえ、片側２点接触時のカタカタ音も発生しない。つまり、中心部のロータ・ステータの歯部が互いに接触するように設計されており、１巻き以上でのロータ・ステータの歯部の接触は、常に片側１点（両側で２点）となる。

なお、この設計は膨張機でも適用される。つまり、本発明は実質的に歯逃がしにはガスをバイパスさせる機能を有していることに着目したものであり、外周部（圧縮機の低圧部）は歯逃がしを利用して作動室（Ｖ）間の冷媒を行き来させることが可能であり、これでバイパス作用を行う。つまり、外周部は歯逃がしのバイパス作用を利用して、バイパス通路を設けるのは中心のポート（圧縮時の吐出ポート、膨張時の入口ポート、１１５）と最小閉じ込み容積（前記特許文献１で言う最小吸い込み容積、歯逃がしが有る位相の直前）の作動室（Ｖ）とをバイパスさせるだけで上記の過膨張防止と真空ポンプ動力の低減とを行うものである。

この請求項８に記載の発明によれば、バイパス機構（１７０）によって発電モード立ち上げ時に作動室（Ｖ）の中央部と外周との圧力差を小さくすることができるため、無駄な動力（電力）を低減することができて回生分を大きくすることができる。また従来は、発電モード立ち上げ時の真空ポンプ動作を考慮して回転トルクの大きなモータジェネレータ（１２０）を設計する必要があったが、上記効果によりモータジェネレータ（１２０）を小型にすることができる。また、バイパス機構（１７０）を小さく構成することができるため、コストを抑えることができる。

また、請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の流体機械において、バイパス機構（１７０）を逆止弁機構（１７２）で構成したことを特徴としている。この請求項９に記載の発明によれば、より具体的には電気的な制御の不要な逆止弁機構（１７２）で良いため、実施容易であり、コストも抑えることができる。

また、請求項１０に記載の発明では、内部に膨張部を収容するハウジング（１１１）と、
ハウジング（１１１）に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部（１１８１ａ）を備えたシャフト（１１８１）と、
駆動ピン部（１１８１ａ）を回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部（１１３ａ）と渦巻き形の旋回側歯部（１１３ｂ）とを有し、駆動ピン部（１１８１ａ）とボス部とを介してシャフト（１１８１）と連動して公転運動をする旋回スクロール（１１３）と、
旋回スクロール（１１３）と噛み合う渦巻き形の固定側歯部（１１２ｂ）および固定側端板部（１１２ａ）を有すると共にハウジング（１１１）に固定された固定スクロール（１１２）と、
シャフト（１１８１）と連動するモータジェネレータ（１２０）とを備える流体機械において、
シャフト（１１８１）とモータジェネレータ（１２０）との間に、駆動力を断続させるクラッチ手段（１８０）を設けたことを特徴としている。

この請求項１０に記載の発明によれば、クラッチ手段（１８０）によって所定高圧に達するまで圧縮機兼膨張機（１１０）とモータジェネレータ（１２０）との間の連結を切ることができるため、ランキンサイクル（４０）の起動時に圧縮機兼膨張機（１１０）で真空ポンプ仕事をさせないようにできるため、無駄な動力（電力）を使うことがなくなり、回生分を大きくすることができる。また、カタカタ音の発生も無くすことができる。

また従来は、発電モード立ち上げ時の真空ポンプ動作を考慮して回転トルクの大きなモータジェネレータ（１２０）を設計する必要があったが、上記効果によりモータジェネレータ（１２０）を小型にすることができる。なお、ここで言うクラッチ手段（１８０）としては、一方向クラッチ（１８０）の他に電磁クラッチや遠心クラッチなどであっても良い。

また、請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の流体機械において、クラッチ手段（１８０）として、モータジェネレータ（１２０）のモータ軸（１２４）からシャフト（１１８１）にトルクが伝わって圧縮機兼膨張機（１１０）を圧縮作動させる場合と、圧縮機兼膨張機（１１０）が膨張作動をしてシャフト（１１８１）からモータ軸（１２４）にトルクが伝わってモータジェネレータ（１２０）を回転させる場合とにおいては噛み合い、圧縮機兼膨張機（１１０）を膨張作動させる方向にモータ軸（１２４）がシャフト（１１８１）を回転させようとする場合には噛み合いが外れる一方向クラッチ（１８０）としたことを特徴としている。

この請求項１１に記載の発明によれば、より具体的にはシャフト（１１８１）とモータ軸（１２４）との間に一方向クラッチ（１８０）を設けることで良いため、実施容易であり、コストも抑えることができる。

また、請求項１２に記載の発明では、請求項１、８、１０のうちいずれか１項に記載の流体機械において、膨張部は、圧縮機構を兼ね備えていることを特徴としている。この請求項１２に記載の発明によれば、膨張部を圧縮兼用膨張部として構成しても同様の効果を得ることができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について添付した図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る複合流体機械（熱媒ポンプ一体型膨張発電機兼電動圧縮機）１００の構造を示す断面図であり、図２は図１の複合流体機械１００を組み込んだ冷凍装置の模式図である。なお、本実施形態は、本発明の複合流体機械１００を、冷凍サイクル３０とランキンサイクル４０とを備える車両用冷凍装置１に適用したものである。

まず、複合流体機械１００の構造について図１を用いて説明する。複合流体機械１００は、圧縮機および膨張機の両機能を有する圧縮機兼膨張機１１０と、電動機および発電機としての両機能を有するモータジェネレータ１２０と、熱媒ポンプ１３０とから成る。

圧縮機兼膨張機１１０は、周知のスクロール型圧縮機構と同一構造を有するもので、具体的には、圧縮機兼膨張機ハウジング１１１を成すフロントハウジング１１１ａとシャフトハウジング１１１ｂとの間に固定される固定スクロール１１２、この固定スクロール１１２に対向して旋回変位する旋回スクロール１１３、作動室Ｖと高圧室１１４とを連通させる吐出ポート１１５、および流入ポート１１６を開閉する弁機構１１７などから成るものである。

固定スクロール１１２は、板状の基板部１１２ａおよび基板部１１２ａから旋回スクロール１１３側に突出した渦巻き状の歯部１１２ｂを有して構成されている。一方、旋回スクロール１１３は、上記歯部１１２ｂに接触して噛み合う渦巻き状の歯部１１３ｂ、およびこの歯部１１３ｂが形成された基板部１１３ａを有して構成されており、両歯部１１２ｂ・１１３ｂが接触した状態で旋回スクロール１１３が旋回することにより、両スクロール１１２・１１３によって形成される作動室Ｖの体積が拡大・縮小するようになっている。

シャフト１１８は、シャフトハウジング１１１ｂに固定された軸受け１１８ｂによって回転可能に支持されており、一方の長手方向端部に回転中心軸に対して偏心して設けられた偏心部１１８ａを有するクランクシャフトである。この偏心部１１８ａには、偏心部１１８ａに対して揺動可能に装着されたブッシング１１８ｃが従動クランク機構として設けられており、このブッシング１１８ｃがベアリング１１３ｃを介して旋回スクロール１１３に連結されている。

また、自転防止機構１１９は、シャフト１１８が１回転する間に旋回スクロール１１３が偏心部１１８ａ周りに１回転するようにするものである。このためシャフト１１８が回転すると、旋回スクロール１１３は、自転せずにシャフト１１８の回転中心軸周りを公転旋回する。そして、作動室Ｖは、例えばシャフト１１８が正方向に回転する時に、旋回スクロール１１３の外径側から中心側に変位するほど、その体積が縮小するように変化し、逆に、シャフト１１８が逆方向に回転する時に、旋回スクロール１１３の中心側から外径側に変位するほど、その体積が拡大するように変化する。

吐出ポート１１５は、基板部１１２ａの中心部に設けられており、圧縮機兼膨張機１１０が圧縮機として作動する時（以下、圧縮モード時と称す）に、最小体積となる作動室Ｖとフロントハウジング１１１ａに設けられた高圧室１１４とを連通させて圧縮された冷媒を吐出するポートである。

また、流入ポート１１６は、同様に基板部１１２ａに（吐出ポート１１５に隣接して）設けられており、圧縮機兼膨張機１１０が膨張機として作動する時（以下、膨張モード時と称す）に、高圧室１１４と、最小体積となる作動室Ｖとを連通させて高圧室１１４に導入された高温・高圧の冷媒、つまり過熱蒸気冷媒を作動室Ｖに導くポートである。

上記高圧室１１４は、吐出ポート１１５から吐出された冷媒の脈動を平滑化する吐出室の機能を有するものであり、この高圧室１１４には、後述する加熱器４３および凝縮器３１側に接続される高圧ポート１１１ｃが設けられている。なお、後述する蒸発器３４および第２バイパス流路４２側に接続される低圧ポート１２１ａは、後述するモータハウジング１２１に設けられており、モータハウジング１２１内を経由して、シャフトハウジング１１１ｂと固定スクロール１１２とによって形成される空間に連通している。

弁機構１１７は、吐出弁１１７ａ、スプール（弁体）１１７ｄ、電磁弁１１７ｈなどから成る。吐出弁１１７ａは、吐出ポート１１５の高圧室１１４側に配置され、吐出ポート１１５から吐出された冷媒が高圧室１１４から作動室Ｖに逆流することを防止するリード弁状の逆止弁であり、ストッパ１１７ｂは吐出弁１１７ａの最大開度を規制する弁止板であり、吐出弁１１７ａおよびストッパ１１７ｂはボルト１１７ｃによって基板部１１２ａに固定されている。

スプール１１７ｄは、流入ポート１１６を開閉して圧縮機兼膨張機１１０の圧縮モードと膨張モードとを切替える切替え弁であり、その後端側がフロントハウジング１１１ａに設けられた背圧室１１７ｅに沿って、摺動可能に配設されている。背圧室１１７ｅ内にはばね（弾性手段）１１７ｆが挿入されており、ばね１１７ｆは弁体１１７ｄの先端側が流入ポート１１６を閉じる方向に弾性力を作用させるようになっている。

また、フロントハウジング１１１ａには、所定の通路抵抗を有して背圧室１１７ｅと高圧室１１４とを連通させる抵抗手段としての絞り１１７ｇが設けられている。なお、スプール１１７ｄが流入ポート１１６を閉じた時の両者間のシール性を向上させるために、スプール１１７ｄの先端側は任意の角度で傾斜可能となるようにしている。

電磁弁１１７ｈは、低圧ポート１２１ａ側と背圧室１１７ｅとの連通状態を制御することにより背圧室１１７ｅ内の圧力を制御する制御弁であり、図示しない制御装置によって制御される。そして、電磁弁１１７ｈを開くと、背圧室１１７ｅの圧力が高圧室１１４より低下してスプール１１７ｄがばね１１７ｆを押し縮めながら図１中の右側に変位するので、流入ポート１１６が開く。なお、絞り１１７ｇでの圧力損失は非常に大きいので、高圧室１１４から背圧室１１７ｅに流れ込む冷媒量は無視できるほど小さい。

逆に、電磁弁１１７ｈを閉じると、絞り１１７ｇによって背圧室１１７ｅの圧力と高圧室１１４の圧力とが等しくなり、スプール１１７ｄはばね１１７ｆの弾性力により図１中の左側に変位して流入ポート１１６が閉じられる。つまり、スプール１１７ｄ、背圧室１１７ｅ、ばね１１７ｆ、絞り１１７ｇ、および電磁弁１１７ｈなどにより流入ポート１１６を開閉するパイロット式の電気開閉弁が構成される。なお、流入ポート１１６とスプール１１７ｄは、本発明における作動室Ｖと高圧室１１４との間の流路を切替える切替え手段に対応する。

１２０は、ステータ（固定子）１２２およびステータ１２２内で回転するロータ（回転子）１２３などから成るもので、シャフトハウジング１１１ｂに固定されるモータハウジング１２１内（圧縮機兼膨張機１１０の低圧側雰囲気）に収容されている。ステータ１２２は、巻き線が巻かれたステータコイルであり、モータハウジング１２１の内周面に固定されている。

ロータ１２３は、永久磁石が埋設されたマグネットロータであり、モータ軸１２４に固定されている。モータ軸１２４の一端側は、上記圧縮機兼膨張機１１０のシャフト１１８に接続されており、また、他端側は、直径が細くなるように形成されて、後述する熱媒ポンプ１３０のポンプ軸１３４に接続されている。

そして、モータジェネレータ１２０は、後述するバッテリ１３からインバータ１２を介して、ステータ１２２に電力が供給された場合には、ロータ１２３を回転（正方向回転）させて、圧縮機兼膨張機１１０を（圧縮機として）駆動するモータ（電動機）として作動する。あるいは、ロータ１２３を回転（逆方向回転）させて、後述する熱媒ポンプ１３０を駆動するモータ（電動機）として作動する。

また、圧縮機兼膨張機１１０の膨張モード時に発生した駆動力によってロータ１２３を回転させるトルクが入力された場合（逆方向回転時）には、電力を発生させるジェネレータ（発電機）として作動する。そして、得られた電力は、インバータ１２を介してバッテリ１３に充電されるようになっている。

熱媒ポンプ１３０は、モータジェネレータ１２０の反膨張機側に配設され、モータハウジング１２１に固定されるポンプハウジング１３１内に収容されている。熱媒ポンプ１３０は、上記圧縮機兼膨張機１１０と同様に、基板部１３２ａ・歯部１３２ｂから成る固定スクロール１３２と、基板部１３３ａ・歯部１３３ｂから成る旋回スクロール１３３とを有している。

固定スクロール１３２は、ポンプハウジング１３１に固定され、旋回スクロール１３３は、ポンプハウジング１３１と固定スクロール１３２とによって形成される空間内に配設されている。なお、旋回スクロール１３３は、自転防止機構１３５によって、自転が防止されつつ、公転旋回可能となっている。

ポンプハウジング１３１には、後述する気液分離器３２側から接続されて、ポンプハウジング１３１の内部および旋回スクロール１３３側に連通する流入ポート１３１ａが設けられている。また、固定スクロール１３２には、両スクロール１３２・１３３によって形成される作動室Ｐから、後述する加熱器４３側に接続される吐出ポート１３２ｃが設けられている。

ポンプ軸１３４は、ポンプハウジング１３１に固定された軸受け１３４ｃによって回転可能に支持されて、一方の長手方向端部に回転中心軸に対して偏心した偏心部１３４ａを有し、ブッシング１３４ｂ・ベアリング１３３ｃを介して旋回スクロール１３３に連結されている。また、ポンプ軸１３４の他方の長手方向端部は、モータ軸１２４の他端側と接続されている。ここで、ポンプ軸１３４の他方側には、穴部１３４ｄが設けられており、直径が細く形成されたモータ軸１２４の他端側が挿入されている。

そして、モータ軸１２４とポンプ軸１３４との間には、断続手段としての一方向クラッチ１４０が設けられている。この一方向クラッチ１４０は、モータ軸１２４が逆方向回転した時に、ポンプ軸１３４に噛み合うことで、ポンプ軸１３４を回転させる。また、モータ軸１２４が正方向回転した時に、ポンプ軸１３４との噛み合いが外れて、モータ軸１２４とポンプ軸１３４とが切断される（ポンプ軸１３４が回転されない）ものとしている。

そして、モータハウジング１２１とポンプ軸１３４との間には、モータジェネレータ１２０と熱媒ポンプ１３０（流入ポート１３１ａから旋回スクロール１３３に繋がる低圧側）との間をシールする軸封装置としての軸シール１５０が設けられている。上記のように構成される複合流体機械１００は、ランキンサイクル４０を備える冷凍サイクル３０に組み込まれ、冷凍装置１を形成している。

具体的には、圧縮機兼膨張機１１０（圧縮モード時の圧縮機）が冷凍サイクル３０に組み込まれ、また、圧縮機兼膨張機１１０（膨張モード時の膨張機）と熱媒ポンプ１３０とがランキンサイクル４０に組み込まれるようにしている。以下、冷凍装置１について図２を用いて説明する。

冷凍サイクル３０は、低温側の熱を高温側に移動させて冷熱および温熱を空調に利用するもので、圧縮機兼膨張機１１０・凝縮器３１・気液分離器３２・減圧器３３・蒸発器３４などが環状に接続されて形成されている。凝縮器３１は、圧縮モード時の圧縮機兼膨張機１１０の冷媒吐出側に設けられ、高温・高圧に圧縮された冷媒を冷却して、凝縮液化する熱交換器である。なお、ファン３１ａは、凝縮器３１に冷却風（車室外空気）を送るものである。

気液分離器３２は、凝縮器３１で凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出させるレシーバである。減圧器３３は、気液分離器３２で分離された液相冷媒を減圧膨張させるもので、本実施形態では、冷媒を等エンタルピ的に減圧すると共に、圧縮モード時の圧縮機兼膨張機１１０に吸入される冷媒の過熱度が所定値となるように絞り開度を制御する温度式膨張弁を採用している。

蒸発器３４は、減圧器３３にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮する熱交換器であり、ファン３４ａによって供給される車室外空気（外気）、あるいは車室内空気（内気）を冷却する。そして、蒸発器３４の冷媒流出側には、蒸発器３４側から圧縮機兼膨張機１１０側にのみ冷媒が流れることを許容する逆止弁３４ｂが設けられている。

ランキンサイクル４０は、車両の走行用動力を発生させるエンジン１０で発生した廃熱からエネルギー（圧縮機兼膨張機１１０の膨張モード時における駆動力）を回収するものであり、ランキンサイクル４０は、上述した冷凍サイクル３０に対して、凝縮器３１が共用される。

これと共に、この凝縮器３１をバイパスするように気液分離器３２から膨張機兼圧縮器１１０および凝縮器３１の間（Ａ点）に接続される第１バイパス流路４１と、圧縮機兼膨張機１１０および逆止弁３４ｂの間の（Ｂ点）から凝縮器３１およびＡ点の間の（Ｃ点）に接続される第２バイパス流路４２とが設けられている。

即ち、第１バイパス流路４１には、複合流体機械１００の熱媒ポンプ１３０が配設されると共に、気液分離器３２側から熱媒ポンプ１３０側にのみ冷媒が流れることを許容する逆止弁４１ａが設けられている。また、Ａ点と圧縮機兼膨張機１１０との間に加熱器４３が設けられている。

加熱器４３は、熱媒ポンプ１３０から送られる冷媒とエンジン１０における温水回路２０のエンジン冷却水（温水）との間で熱交換することにより冷媒を加熱する熱交換器であり、三方弁２１によりエンジン１０から流出したエンジン冷却水を加熱器４３に循環させる場合と循環させない場合とが切替えられる。なお、三方弁２１の流路切替えは、図示しない制御装置によって行われるようになっている。

ちなみに、エンジン１０には、エンジン１０の駆動力によって駆動されて発電するオルタネータ１１が設けられており、オルタネータ１１によって発電された電力は、インバータ１２を介して、バッテリ１３に充電されるようになっている。また、水ポンプ２２は温水回路２０内でエンジン冷却水を循環させるポンプ（例えば、エンジン１０によって駆動される機械式ポンプ）であり、ラジエータ２３はエンジン冷却水と外気との間で熱交換してエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。

そして、第２バイパス流路４２には、膨張機兼圧縮機１１０側から凝縮器３１の冷媒入口側にのみ冷媒が流れることを許容する逆止弁４２ａが設けられている。また、Ａ点とＣ点との間には開閉弁４４が設けられている。開閉弁４４は、冷媒流路を開閉する電磁式のバルブであり、図示しない制御装置により制御されるようになっている。気液分離器３２・第１バイパス流路４１・熱媒ポンプ１３０・加熱器４３・圧縮機兼膨張機１１０・第２バイパス流路４２・凝縮器３１などにてランキンサイクル４０が形成される。

次に、本実施形態における複合流体機械１００の作動について説明する。

１．圧縮モード
このモードは、冷凍サイクル３０による冷房が必要な時に、モータジェネレータ１２０をモータとして作動させ、モータ軸１２４に回転力（正方向回転）を与えることにより圧縮機兼膨張機１１０の旋回スクロール１１３を旋回させ、冷媒を吸入・圧縮する運転モードである。

具体的に、図示しない制御装置は、開閉弁４４を開き、三方弁２１の切替えによって、エンジン冷却水が加熱器４３側に循環しないようにする。また、電磁弁１１７ｈを閉じて、スプール１１７ｄによって流入ポート１１６を閉じた状態で、バッテリ１３・インバータ１２からモータジェネレータ１２０のステータ１２２に電力を供給して、モータ軸１２４を回転させる。

この時、膨張機兼圧縮機１１０は、周知のスクロール型圧縮機と同様に、低圧ポート１２１ａから冷媒を吸引して作動室Ｖにて圧縮した後、吐出ポート１１５から高圧室１１４に圧縮した冷媒を吐出し、高圧ポート１１１ｃから圧縮された冷媒を凝縮器３１側に吐出する。

そして、高圧ポート１１１ｃから吐出された冷媒は、加熱器４３→開閉弁４４→凝縮器３１→気液分離器３２→減圧器３３→蒸発器３４→逆止弁３４ｂ→膨張機兼圧縮機１１０の低圧ポート１２１ａの順に循環（冷凍サイクル３０を循環）し、蒸発器３４の吸熱による冷房が行われる。

なお、加熱器４３にはエンジン冷却水が循環しないので、加熱器４３において冷媒は加熱されず、加熱器４３は単なる冷媒流路として機能する。また、熱媒ポンプ１３０のポンプ軸１３４は、一方向クラッチ１４０によってモータ軸１２４との噛み合いが外れるので、熱媒ポンプ１３０は停止状態となって、モータジェネレータ１２０における作動抵抗とならない。

２．発電（膨張）モード
このモードは、冷凍サイクル３０による冷房が不要の時に、エンジン１０の廃熱が充分得られる（エンジン冷却水温度が充分高い）場合に、加熱器４３によって加熱された高圧の過熱蒸気冷媒を圧縮機兼膨張機１１０に導入して膨張させることにより、旋回スクロール１１３を旋回させ、モータ軸１２４を回転させ、駆動力（機械的エネルギー）を得る運転モードである。なお、得られた駆動力により、モータジェネレータ１２０のロータ１２３を回転させて発電を行い、その発電された電力をバッテリ１３に充電するようにしている。

従来のランキンサイクル４０立ち上げ時の作動を説明すると、まず、熱媒ポンプ１３０をモータジェネレータ１２０のモータ機能で起動させる。このとき、圧縮機兼膨張機１１０が強制駆動されるため、ここで真空ポンプ動作が発生する。その後、圧縮機兼膨張機１１０の圧縮機能と膨張機能とを切替える弁機構１１７を作動させ、モータジェネレータ１２０がベクトル制御（ロータ１２３の位置をセンシングしてステータ１２２に流す電流をフィードバック制御しながらロータ１２３を動かす）に入る。そして、圧縮機兼膨張機１１０の膨張時入口ポート１１５の圧力が所定圧力以上に上昇するとモータジェネレータ１２０は発電を始める。

より具体的に、図示しない制御装置は、開閉弁４４を閉じ、三方弁２１の切替えによって、エンジン冷却水が加熱器４３側に循環するようにする。また、モータジェネレータ１２０をモータとして作動させ（逆方向回転）、電磁弁１１７ｈを開いてスプール１１７ｄによって流入ポート１１６を開く。

この時、熱媒ポンプ１３０のポンプ軸１３４が一方向クラッチ１４０によってモータ軸１２４と噛み合い、熱媒ポンプ１３０が駆動される。そして、加熱器４３によって加熱された高圧の過熱蒸気冷媒が、高圧ポート１１１ｃ・高圧室１１４・流入ポート１１６を経由して作動室Ｖに導入されて膨張する。

過熱蒸気冷媒の膨張により旋回スクロール１１３が圧縮モード時に対して逆方向に旋回し、シャフト１１８に与えられた駆動力は、モータジェネレータ１２０のモータ軸１２４・、ロータ１２３に伝達される。そして、モータ軸１２４に伝達された駆動力が熱媒ポンプ１３０駆動のための駆動力を超えると、モータジェネレータ１２０は、ジェネレータとして作動することになり、得られた電力はインバータ１２を介してバッテリ１３に充電される。

そして、膨張を終えて圧力が低下した冷媒は、低圧ポート１２１ａから流出される。低圧ポート１２１ａから流出される冷媒は、第２バイパス流路４２→逆止弁４２ａ→凝縮器３１→気液分離器３２→第１バイパス流路４１→逆止弁４１ａ→熱媒ポンプ１３０→加熱器４３→膨張機兼型圧縮機１１０（高圧ポート１１１ｃ）の順に（ランキンサイクル４０を）循環することとなる。なお、熱媒ポンプ１３０は、加熱器４３にて加熱されて生成された過熱蒸気冷媒の温度に応じた圧力に加圧して気液分離器３２からの液相冷媒を加熱器４３に送り込む。

ちなみに、圧縮機兼膨張機１１０とモータジェネレータ１２０とを一体にした流体機械の場合は、別体の熱媒ポンプを立ち上げ、圧縮機兼膨張機１１０とをモータジェネレータ１２０のモータ機能でアシストして強制運転を開始する。この時、モータは他制制御（ロータ１２３の位置をセンシングせずにステータ１２２に電流を流し、ロータ１２３を強引に動かす。ここで真空ポンプ動作が発生する。）である。
その後、圧縮機兼膨張機１１０の圧縮機能と膨張機能とを切替える弁機構１１７を作動させ、モータが所定回転数（例えば、１０００ｒｐｍ）より速く回ってベクトル制御に入る。そして、圧縮機兼膨張機１１０の膨張時入口ポート１１５の圧力が所定圧力以上に上昇するとモータジェネレータ１２０は発電を始める。

次に、本発明の要部の構造について説明する。図３は、本発明の第１実施形態におけるスイングリンク式の従動クランク機構１１８であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は駆動ピン部１１８１ａとブッシング１１８２との断面図とＡ−Ａ部の断面図である。なお、スイングリンク式の従動クランク機構１１８の作動については周知であるため、説明を省略する。

シャフト１１８１の一端部には、偏心した駆動ピン部１１８１ａを備えており、この駆動ピン部１１８１ａは、ブッシング１１８２に設けた孔部１１８２ａと嵌まって円周方向に摺動するようになっており、ブッシング１１８２は旋回スクロール１１３のボス部に嵌まって回転するようになっている。ちなみに、シャフト１１８１に一体となっている１２４はモータ軸であり、ブッシング１１８２に一体となっている１１８３はバランスウェートである。

そして、図示しないスクロールの両歯部１１２ｂ・１１３ｂの円周方向における接触が離れる方向に付勢する付勢手段としての弾性部材１６０、より具体的にはゴム部材としてのＯリング１６１を駆動ピン部１１８１ａに設けている。また、両歯部１１２ｂ・１１３ｂの接触が離れる方向にだけＯリング１６１の弾性力が働くよう、その反対方向には駆動ピン部１１８１ａに切り欠き部１１８１ｂを設け、Ｏリング１６１の弾性力が働かないように逃がしている。

図４は、第１実施形態の他の実施形態におけるスライダ式従動クランク機構１１８であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＢ方向から見たブッシング１１８２の斜視図、（ｃ）は組み合せ後の断面図である。上述したスイングリンク式の従動クランク機構１１８と異なる点は、駆動ピン部１１８１ａが平行な２面を有するキー形状となっており、そのキー形状の駆動ピン部１１８１ａか嵌まるブッシング１１８２の孔部１１８２ａも２面幅を持った形状となっており、スクロールの両歯部１１２ｂ・１１３ｂが接触する方向にスライドするようになっている。

このスライダ式従動クランク機構１１８においても、両歯部１１２ｂ・１１３ｂの接触が離れる方向に付勢する付勢手段としての弾性部材１６０、より具体的にはゴム部材としてのＯリング１６１を設けている。また、両歯部１１２ｂ・１１３ｂの接触が離れる方向にだけＯリング１６１の弾性力が働くよう、その反対方向には駆動ピン部１１８１ａに切り欠き部１１８１ｂを設け、Ｏリング１６１の弾性力が働かないように逃がしている。なお、図３ではＯリング１６１をシャフト１１８１側に設けており、図４ではＯリング１６１をブッシング１１８２側に設けているが、どちら側に設けても良い。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、内部に圧縮兼膨張部を収容するハウジング１１１と、ハウジング１１１に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部１１８１ａを備えたシャフト１１８１と、駆動ピン部１１８１ａを受け入れる孔部１１８２ａを備えたブッシング１１８２と、ブッシング１１８２を回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部１１３ａと渦巻き形の旋回側歯部１１３ｂとを有し、駆動ピン部１１８１ａとブッシング１１８２とボス部とから構成される従動クランク機構１１８を介してシャフト１１８１と連動して公転運動をする旋回スクロール１１３と、旋回スクロール１１３と噛み合う渦巻き形の固定側歯部１１２ｂおよび固定側端板部１１２ａを有すると共にハウジング１１１に固定された固定スクロール１１２とを備え、旋回スクロール１１３が公転運動をして旋回側歯部１１３ｂと固定側歯部１１３ｂとの間に形成される複数個の作動室Ｖが外周部から中心部に向かって移動する間に作動室Ｖの容積が連続的に縮小することにより作動室Ｖ内において流体を圧縮する圧縮機としての機能と、作動室Ｖが中心部から外周部に向かって移動する間に作動室Ｖの容積が連続的に拡大することにより作動室Ｖ内において流体を膨張させる膨張機としての機能とを有する圧縮機兼膨張機１１０と、電動機および発電機としての両機能を有するモータジェネレータ１２０とを有し、モータジェネレータ１２０で圧縮機兼膨張機１１０を駆動して流体を圧縮する圧縮モードと、圧縮機兼膨張機１１０でモータジェネレータ１２０を駆動して発電を行う発電モードとを備える流体機械において、
両歯部１１２ｂ・１１３ｂの円周方向における接触が離れる方向へ従動クランク機構１１８を付勢する付勢手段１６０を設けている。

本実施形態では、従動クランク機構１１８に、旋回・固定の両歯部１１２ａ・１１３ａを常時積極的に離す付勢手段１６０を設けている。これによれば、両歯部１１２ｂ・１１３ｂが付勢手段１６０によって積極的に離されることにより、発電モード立ち上げ時に作動室Ｖの中央部と外周との圧力差が均圧されるため、無駄な動力（電力）を使うことがなくなり、回生分を大きくすることができる。

また、所定高圧に達するまでの途中段階においても、付勢手段１６０によって旋回側歯部１１３ｂの位置が安定して両歯部１１２ｂ・１１３ｂが接触・離れを繰り返すようなことがなくなるため、カタカタ音の発生も防止することができる。また従来は、発電モード立ち上げ時の真空ポンプ動作を考慮して回転トルクの大きなモータジェネレータ１２０を設計する必要があったが、上記効果によりモータジェネレータ１２０を小型にすることができる。

また、付勢手段１６０として、駆動ピン部１１８１ａとブッシング１１８２との間に弾性部材１６０を介在させている。これによれば、弾性部材１６０を介在させるという簡単な構成で良いため、実施容易であり、コストも抑えることができる。なお、間に介在させれば良いという点より、弾性部材１６０は駆動ピン部１１８１ａ側とブッシング１１８２側とのいずれの側に構成しても良い。

また、弾性部材１６０として、ゴム部材１６１を用いている。これによれば、より具体的にはゴム部材１６１を弾性部材１６０として用いることで良く、いずれかの側に接合させるなどの方法であっても良い。また、ゴム部材１６１として、Ｏリング１６１を用いている。これによれば、さらに具体的には、Ｏリング１６１を用いたことにより種類やサイズなどの選択が容易であり、安価で入手も容易である。また、組み付け方法も容易にすることができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態におけるスイングリンク式の従動クランク機構１１８であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は駆動ピン部１１８１ａとブッシング１１８２との断面図である。また、図６は、本発明の第２実施形態におけるスライダ式従動クランク機構１１８であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は組み合せ後の断面図とＣ−Ｃ部の断面拡大図である。

上述した図３のスイングリンク式の従動クランク機構１１８や図４のスライダ式の従動クランク機構１１８と異なる点は、図示しないスクロールの両歯部１１２ｂ・１１３ｂの円周方向における接触が離れる方向に付勢する付勢手段としての弾性部材１６０、より具体的にはばね部材１６２をブッシング１１８２に設けている。図５（ｂ）中の１６３はばね部材１６２の保持部材であり、１６４は押圧する駆動ピン部１１８１ａとの間で円滑な摺動を保つための摺動部材である。なお、これらの付勢手段１６０は、駆動ピン部１１８１ａ側に構成しても良い。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、弾性部材１６０として、ばね部材１６２を用いている。これによれば、より具体的にはばね部材１６２を弾性部材１６０として用いることにより付勢力やサイズなどの選択が容易であり、安価で入手も容易である。また、ばね部材１６２の保持部材１６３を設けている。これによれば、さらに具体的にはばね部材１６２を保持部材１６３に固定して脱落防止や姿勢保持とし、その保持部材１６３をブッシング１１８２に固定して反力の受け部材としても良いし、駆動ピン部１１８１ａを保持部材１６３としても良い。

また、駆動ピン部１１８１ａとばね部材１６２との間に摺動部材１６４を介在させている。これによれば、スライダ式の従動クランク機構１１８では、ばね部材１６２での直押しとしても良いが、従動クランク機構１１８がスイングリンク式の場合には、駆動ピン部１１８１ａとブッシング１１８２との間で摺動するため、摺動部材１６４を介在させることによって耐久性を向上させることができる。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態におけるバイパス機構１７０であり、（ａ）は両スクロールとバイパス孔１７１との位置関係を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄ部の断面拡大図である。スクロールの両歯部１１２ｂ・１１３ｂ間には、２点当たりが発生しないように歯の当たる３６０度分以外は歯逃がしが施されている。そして、中心のポート１１５と作動室Ｖとをバイパスさせるバイパス機構１７０を固定スクロール１１２の基板部１１２ａに設けている。

より具体的には、図７（ａ）で示す最小閉じ込み容積（歯逃がしの直前）の作動室Ｖにバイパス孔１７１を設け、このバイパス孔１７１と中心のポート１１５とをバイパス通路で連通させ、前記作動室Ｖ内の圧力が高くなった場合にポート１１５側に逃がして均圧させる方向の逆止弁機構１７２となっている。

ちなみに、図７（ｂ）中の１７２ａはボール弁であり、１７２ｂはボール弁１７２ａを弁座に密着させて保持するばね手段である。また、本実施形態では圧縮時の吐出ポート１１５と膨張時の入口ポート１１６とが中心で１つとなっており、そのフロントハウジング１１１ａ側には上述した弁機構１１７が構成されている。

次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、内部に圧縮兼膨張部を収容するハウジング１１１と、ハウジング１１１に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部１１８１ａを備えたシャフト１１８１と、駆動ピン部１１８１ａを回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部１１３ａと渦巻き形の旋回側歯部１１３ｂとを有し、駆動ピン部１１８１ａとボス部とを介してシャフト１１８１と連動して公転運動をする旋回スクロール１１３と、旋回スクロール１１３と噛み合う渦巻き形の固定側歯部１１２ｂおよび固定側端板部１１２ａを有すると共にハウジング１１１に固定された固定スクロール１１２とを備え、旋回側歯部１１３ｂと固定側歯部１１２ｂとの間において中心部に歯逃がしを設け、さらにその中心部歯逃がしが終了する位相から外周部方向へ３６０度以下の位相を始点として外周部方向へ歯逃がしを形成するとともに、旋回スクロール１１３が公転運動をして旋回側歯部１１３ｂと固定側歯部１１２ｂとの間に形成される複数個の作動室Ｖが外周部から中心部に向かって移動する間に作動室Ｖの容積が連続的に縮小することにより作動室Ｖ内において流体を圧縮する圧縮機としての機能と、作動室Ｖが中心部から外周部に向かって移動する間に作動室Ｖの容積が連続的に拡大することにより作動室Ｖ内において流体を膨張させる膨張機としての機能とを有する圧縮機兼膨張機１１０と、電動機および発電機としての両機能を有するモータジェネレータ１２０とを有し、モータジェネレータ１２０で圧縮機兼膨張機１１０を駆動して流体を圧縮する圧縮モードと、圧縮機兼膨張機１１０でモータジェネレータ１２０を駆動して発電を行う発電モードとを備える流体機械において、
中心部と作動室Ｖが最小閉じ込み容積となる部分とをバイパスさせるバイパス機構１７０を設けている。

通常圧縮機に用いるスクロールの歯部には、２点当たりが発生しないように歯の当たる３６０度分以外は歯逃がしが施されている。これは、片側２点接触を想定した設計では、歯の付け根に大きな曲げ応力が作用するタイミングがあり、歯の変形や破損が懸念されるためであり、歯逃がしを施すことによってその心配がなくなるうえ、片側２点接触時のカタカタ音も発生しない。つまり、中心部のロータ・ステータの歯部が互いに接触するように設計されており、１巻き以上でのロータ・ステータの歯部の接触は、常に片側１点（両側で２点）となる。

なお、この設計は膨張機でも適用される。つまり、本発明は実質的に歯逃がしにはガスをバイパスさせる機能を有していることに着目したものであり、外周部（圧縮機の低圧部）は歯逃がしを利用して作動室Ｖ間の冷媒を行き来させることが可能であり、これでバイパス作用を行う。つまり、外周部は歯逃がしのバイパス作用を利用して、バイパス通路を設けるのは中心のポート１１５と最小閉じ込み容積の作動室Ｖとをバイパスさせるだけで上記の過膨張防止と真空ポンプ動力の低減とを行うものである。

これによれば、バイパス機構１７０によって発電モード立ち上げ時に作動室Ｖの中央部と外周との圧力差を小さくすることができるため、無駄な動力（電力）を低減することができて回生分を大きくすることができる。また従来は、発電モード立ち上げ時の真空ポンプ動作を考慮して回転トルクの大きなモータジェネレータ１２０を設計する必要があったが、上記効果によりモータジェネレータ１２０を小型にすることができる。また、バイパス機構１７０を小さく構成することができるため、コストを抑えることができる。

またバイパス機構１７０を逆止弁機構１７２で構成している。これによれば、より具体的には電気的な制御の不要な逆止弁機構１７２で良いため、実施容易であり、コストも抑えることができる。

（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態における複合流体機械１００の断面図である。上述した各実施形態と異なる特徴として、まず、内部に圧縮兼膨張部を収容するハウジング１１１と、ハウジング１１１に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部１１８１ａを備えたシャフト１１８１と、駆動ピン部１１８１ａを回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部１１３ａと渦巻き形の旋回側歯部１１３ｂとを有し、駆動ピン部１１８１ａとボス部とを介してシャフト１１８１と連動して公転運動をする旋回スクロール１１３と、旋回スクロール１１３と噛み合う渦巻き形の固定側歯部１１２ｂおよび固定側端板部１１２ａを有すると共にハウジング１１１に固定された固定スクロール１１２とを備え、旋回スクロール１１３が公転運動をして旋回側歯部１１３ｂと固定側歯部１１２ｂとの間に形成される複数個の作動室Ｖが外周部から中心部に向かって移動する間に作動室Ｖの容積が連続的に縮小することにより作動室Ｖ内において流体を圧縮する圧縮機としての機能と、作動室Ｖが中心部から外周部に向かって移動する間に作動室Ｖの容積が連続的に拡大することにより作動室Ｖ内において流体を膨張させる膨張機としての機能とを有する圧縮機兼膨張機１１０と、電動機および発電機としての両機能を有するモータジェネレータ１２０とを有し、モータジェネレータ１２０で圧縮機兼膨張機１１０を駆動して流体を圧縮する圧縮モードと、圧縮機兼膨張機１１０でモータジェネレータ１２０を駆動して発電を行う発電モードとを備える流体機械において、
シャフト１１８１とモータジェネレータ１２０との間に、駆動力を断続させるクラッチ手段１８０を設けている。

これによれば、クラッチ手段１８０によって所定高圧に達するまで圧縮機兼膨張機１１０とモータジェネレータ１２０との間の連結を切ることができるため、ランキンサイクル４０の起動時に圧縮機兼膨張機１１０で真空ポンプ仕事をさせないようにできるため、無駄な動力（電力）を使うことがなくなり、回生分を大きくすることができる。また、カタカタ音の発生も無くすことができる。

また従来は、発電モード立ち上げ時の真空ポンプ動作を考慮して回転トルクの大きなモータジェネレータ１２０を設計する必要があったが、上記効果によりモータジェネレータ１２０を小型にすることができる。なお、ここで言うクラッチ手段１８０としては、一方向クラッチ１８０の他に電磁クラッチや遠心クラッチなどであっても良い。

また、クラッチ手段１８０として、モータジェネレータ１２０のモータ軸１２４からシャフト１１８１にトルクが伝わって圧縮機兼膨張機１１０を圧縮作動させる場合と、圧縮機兼膨張機１１０が膨張作動をしてシャフト１１８１からモータ軸１２４にトルクが伝わってモータジェネレータ１２０を回転させる場合とにおいては噛み合い、圧縮機兼膨張機１１０を膨張作動させる方向にモータ軸１２４がシャフト１１８１を回転させようとする場合には噛み合いが外れる一方向クラッチ１８０としている。これによれば、より具体的にはシャフト１１８１とモータ軸１２４との間に一方向クラッチ１８０を設けることで良いため、実施容易であり、コストも抑えることができる。

（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態における複合流体機械１００を組み込んだ冷凍装置の模式図であり、図１０は、図９中の複合流体機械１００の断面図である。本実施形態は、本発明に係る複合流体機械を熱媒ポンプ一体型膨張発電機（以下、ポンプ膨張発電機）１００として、このポンプ膨張発電機１００を、車両用冷凍サイクル３０の凝縮器３１および気液分離器３２が共用されるランキンサイクル４０に使用したものとしている。

ポンプ膨張発電機１００は、膨張機（本発明における膨張部に対応）１１０、電動機および発電機としてのモータジェネレータ１２０、熱媒ポンプ１３０が一体的に形成されたものである。以下、全体のシステム構成について図９を用いて説明する。まず、冷凍サイクル３０について簡単に説明すると、冷凍サイクル３０は、低温側の熱を高温側に移動させて冷熱および温熱を空調に利用するもので、圧縮機３、凝縮器３１、気液分離器３２、減圧器３３、蒸発器３４が順次環状に接続されて形成されている。

圧縮機３は、駆動ベルト４、プーリ３ａ、電磁クラッチ３ｂを介して車両のエンジン１０の駆動力が伝達されて作動し、冷凍サイクル３０内の冷媒を高温高圧に圧縮するものである。凝縮器３１は、圧縮機３で高温高圧に圧縮された冷媒を冷却して、凝縮液化させる熱交換器である。尚、ファン３１ａは、凝縮器３１に冷却風（車室外空気）を送るものである。気液分離器３２は、凝縮器３１で凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出させるレシーバである。

減圧器３３は、気液分離器３２で分離された液相冷媒を減圧膨脹させる膨張弁である。蒸発器３４は、減圧器３３にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮する熱交換器であり、空調ケース３０ａ内に配設されている。そして、送風機３４ａによって空調ケース３０ａ内に供給される空調空気（外気あるいは内気）を冷却する。

そして、ランキンサイクル４０は、エンジン１０で発生した廃熱からエネルギー（膨張機１１０にて発生される駆動力）を回収するものであり、上記冷凍サイクル３０に対して、凝縮器３１、気液分離器３２が共用されて形成されている。即ち、第１バイパス流路４１が設けられて、この第１バイパス流路４１の気液分離器３２から熱媒ポンプ１３０、加熱器４３、膨張機１１０が配設されて、凝縮器３１に繋がることでランキンサイクル４０が形成されている。

熱媒ポンプ１３０は、ランキンサイクル４０内の冷媒（冷凍サイクル３０内の冷媒と同一）を後述する加熱器４３側へ圧送して循環させるものであり、詳細についてはポンプ膨張発電機１００として後述する。加熱器４３は、熱媒ポンプ１３０から圧送される冷媒と、エンジン１０に設けられた温水回路２０内を循環するエンジン冷却水（温水）との間で熱交換することにより、冷媒を加熱する（冷媒を過熱蒸気冷媒とする）熱交換器である。

尚、温水回路２０には、エンジン冷却水を循環させる電動式の水ポンプ２２、エンジン冷却水と外気との間で熱交換してエンジン冷却水を冷却するラジエータ２３、およびエンジン冷却水（温水）を加熱源として空調空気を加熱するヒータコア２４が設けられている。また、ラジエータ２３には、ラジエータバイパス流路２３ａが設けられて、エンジン冷却水の温度に応じて弁部が開閉するサーモスタット２３ｂによって、ラジエータ２３を流通するエンジン冷却水流量が調節されるようになっている。

尚、ヒータコア２４は、蒸発器３４と共に空調ケース３０ａ内に配設されており、蒸発器３４とヒータコア２４とによって空調空気は、乗員が設定する設定温度に調整される。膨張機１１０は、上記加熱器４３から流出される過熱蒸気冷媒の膨張により、駆動力を発生するものであり、詳細についてはポンプ膨張発電機１００として後述する。そして、上記冷凍サイクル３０、ランキンサイクル４０内の各種機器の作動を制御するための通電制御回路５０が設けられている。

通電制御回路１５は、インバータ１２と制御機器１４とを有している。インバータ１２は、モータジェネレータ１２０の作動を制御するものである。即ち、モータジェネレータ１２０を電動機として作動させる時に、車両用のバッテリ１３からモータジェネレータ１２０に供給する電力を制御し、また、モータジェネレータ１２０が膨張機１１０の駆動力によって発電機として作動される時に、発電される電力をバッテリ１３に充電するものである。

また、制御機器１４は、上記インバータ１２の作動を制御すると共に、冷凍サイクル３０およびランキンサイクル４０を作動させる際に電磁クラッチ３ｂ、ファン３１ａ、膨張機１１０内の弁機構１１７（図１０の電磁弁１１７ｈ）などを併せて制御するものである。

次に、ポンプ膨張発電機１００の構成について図１０を用いて説明する。ポンプ膨張発電機１００は、膨張機１１０と、モータジェネレータ１２０と、熱媒ポンプ１３０とが同軸上で連結され、一体的に形成されている。ポンプ膨張発電機１００は、作動軸が天地方向となり、下から上に向けて順に膨張機１１０、モータジェネレータ１２０、熱媒ポンプ１３０となるように配設されている。

膨張機１１０は、周知のスクロール型圧縮機構と同一構造を有するもので、具体的には、膨張機ハウジング（本発明におけるハウジングに対応）１１１を成すフロントハウジング１１１ａとシャフトハウジング１１１ｂとの間に固定される固定スクロール１１２、この固定スクロール１１２に対向して旋回変位する旋回スクロール１１３、高圧室１１４から作動室Ｖに繋がる連通路１１６と、この連通路１１６を開閉する弁機構１１７などから成るものである。

固定スクロール１１２は、板状の基板部１１２ａおよび基板部１１２ａから旋回スクロール１１３側に突出した渦巻状の歯部１１２ｂを有して構成され、一方、旋回スクロール１１３は、上記歯部１１２ｂに接触して噛み合う渦巻状の歯部１１３ｂ、およびこの歯部１１３ｂが形成された基板部１１３ａを有して構成されており、両歯部１１２ｂ、１１３ｂが接触した状態で旋回スクロール１１３が旋回することにより、両スクロール１１２、１１３により形成される作動室Ｖの体積が拡大縮小するようになっている。

旋回スクロール１１３とシャフトハウジング１１１ｂとの間には、後述する冷媒中の潤滑油が供給されて、旋回スクロール１１３の滑らかな旋回運動を助ける摺動プレート１１３ｄが介在されている。シャフト１１８は、シャフトハウジング１１１ｂに固定された軸受け１１８ｂによって回転可能に支持されている。

シャフト１１８は、一方の長手方向端部に回転中心軸に対して偏心した偏心部１１８ａを有するクランクシャフトである。この偏心部１１８ａは、ベアリング１１３ｃを介して旋回スクロール１１３に連結されている。また、このシャフト１１８には、上述の第１実施形態もしくは第２実施形態で示したスイングリンク式やスライダ式の従動クランク機構１１８が組み込まれているが、ここでの説明は省略する。

また、自転防止機構１１９は、シャフト１１８が１回転する間に旋回スクロール１１３が偏心部１１８ａ周りに１回転するようにするものである。このためシャフト１１８が回転すると、旋回スクロール１１３は、自転せずにシャフト１１８の回転中心軸周りを公転旋回する。そして、作動室Ｖは、例えばシャフト１１８の回転（モータジェネレータ１２０からの駆動力）に伴い、更には、加熱器４３からの過熱蒸気冷媒の膨張によって、旋回スクロール１１３の中心側から外径側に変位するほど、その体積が拡大するように変化する。

流入ポート１１５は、基板部１１２ａの中心部に設けられて、フロントハウジング１１１ａに設けられた高圧室１１４と、最小体積となる作動室Ｖとを連通させて高圧室１１４に導入された高温、高圧の冷媒、つまり過熱蒸気冷媒を作動室Ｖに導くポートである。尚、上記高圧室１１４には、加熱器４３に接続される高圧ポート１１１ｃが設けられている。

尚、膨張機１１０から凝縮器３１に接続される低圧ポート１２１ａは、後述するモータハウジング１２１の上方（熱媒ポンプ１３０側）に設けられている。よって、低圧ポート１２１ａと膨張機１１０の低圧側（スクロールの外周側）との間は、モータハウジング１２１内の空間によって連通されるようにしている。

弁機構１１７は、ランキンサイクル４０内の異常発生時（例えば、モータジェネレータ１２０の回転数異常、制御不能などの場合）に、高圧室１１４と両スクロール１１２、１１３の低圧側とを繋ぐ連通路１１６を強制的に開くことで、作動室Ｖ内での過熱蒸気冷媒の膨張作動が成されないようにして、膨張機１１０を安全且つ確実に停止させるための弁である。

弁機構１１７は、背圧室１１７ｅ側にバネ１１７ｆが介在された弁体１１７ｄと、所定の通路抵抗を有して背圧室１１７ｅと高圧室１１４とを連通させる抵抗手段としての絞り１１７ｇと、高圧室１１４側あるいは低圧側の開閉によって背圧室１１７ｅ内の圧力を調整する電磁弁１１７ｈとから成る。

電磁弁１１７ｈの開閉は、制御機器１４によって制御され、電磁弁１１７ｈの低圧側が開かれると、背圧室１１７ｅの圧力が低圧側に抜けることで高圧室１１４より低下して、高圧室１１４側の圧力によって弁体１１７ｄがバネ１１７ｆを押し縮めながら図１０中の下側に変位して、連通路１１６が開かれることになる。

モータジェネレータ１２０は、ステータ１２２およびステータ１２２内で回転するロータ１２３などから成るもので、シャフトハウジング１１１ｂに固定されるモータハウジング１２１内に収容されている。ステータ１２２は、巻き線が巻かれたステータコイルであり、モータハウジング１２１の内周面に固定されている。

ロータ１２３は、永久磁石が埋設されたマグネットロータであり、モータ軸１２４に固定されている。モータ軸１２４の一端側は、上記膨張機１１０のシャフト１１８に接続されており、また、他端側は、直径が細くなるように形成されて、後述する熱媒ポンプ１３０のポンプ軸１３４に接続されている。

そして、モータジェネレータ１２０は、ランキンサイクル４０の起動時において、バッテリ１３からインバータ１２を介して、ステータ１２２に電力が供給されることで、ロータ１２３を回転させて、膨張機１１０、および後述する熱媒ポンプ１３０を駆動するモータ（電動機）として作動する。

また、モータジェネレータ１２０は、膨張機１１０の膨張時に発生した駆動力によってロータ１２３を回転させるトルクが入力されると、熱媒ポンプ１３０を駆動すると共に、膨張機１１０での発生駆動力が熱媒ポンプ１３０用の駆動力を超えた時に、電力を発生させるジェネレータ（発電機）として作動する。そして、得られた電力は、インバータ１２を介してバッテリ１３に充電されるようになっている。

熱媒ポンプ１３０は、ローリングピストン型のポンプであって、モータジェネレータ１２０の反膨張機側に配設されて、モータハウジング１２１に固定されるポンプハウジング１３１内に収容されている。熱媒ポンプ１３０は、ポンプハウジング１３１の内部に形成されるシリンダ１３６ａ、ロータ１３８などを有している。シリンダ１３６ａは、シリンダブロック１３６の中心部で断面円形に穿設されて形成されている。

ポンプ軸１３４は、上記モータ軸１２４と接続されており、シリンダブロック１３６を挟み込む端板１３７に固定された軸受け１３４ｃ、１３４ｄによって回転可能に支持されている。ポンプ軸１３４には、このポンプ軸１３４に対して偏心した円形の偏心部１３４ａが形成されており、この偏心部１３４ａの外周側には扁平円筒状のロータ１３８が装着されている。

ロータ１３８の外径は、シリンダ１３６ａの内径より小さく設定されてシリンダ１３６ａ内に挿入されており、ロータ１３８は偏心部１３４ａによってシリンダ１３６ａ内を公転する。また、ロータ１３８の外周部にはロータ１３８の半径方向に摺動可能として、中心側に押圧されてロータ１３８に当接するベーン１３９が設けられている。そして、シリンダ１３６ａ内において、ロータ１３８およびベーン１３９によって囲まれる空間がポンプ作動室Ｐとして形成されている。

シリンダブロック１３６には、ベーン１３９に近接して、このベーン１３９を挟むようにシリンダ１３６ａ内に連通する冷媒流入部１３６ｂ、および冷媒流出部（図示省略）が設けられている。冷媒流入部１３６ｂはポンプハウジング１３１を貫通する吸入ポート１３１ａに接続されており、また、冷媒流出部は吐出弁１３６ｃを介して、ポンプハウジング１３１とシリンダブロック１３６（端板１３７）との間に形成される高圧室１３１ｃに連通している。

そして、高圧室１３１ｃはポンプハウジング１３１のモータジェネレータ１２０側となる側壁に形成された吐出ポート１３１ｂに繋がっている。この熱媒ポンプ１３０においては、冷媒はロータ１３８の公転作動によって、流入ポート１３１ａ、冷媒流入部１３６ｂからポンプ作動室Ｐに流入され、冷媒流出部、吐出弁１３６ｃ、高圧室１３１ｃを経て吐出ポート１３１ｂから吐出される。

また、一体的に形成されたシャフト１１８、モータ軸１２４、ポンプ軸１３４の内部に、偏心部１１８ａの長手方向端部から偏心部１３４ａの外周部に連通する通路としてシャフト通路１０３を形成するようにしている。そして、シャフト通路１０３内で偏心部１３４ａの外周部に近接する位置には、所定の通路抵抗を有する抵抗手段としてのオリフィス１０４を設けている。以上の構成のように、複合流体機械１００に備える膨張部１１０は、膨張機専用の構成であっても良い。

また、上記第５実施形態では弁機構１１７を膨張機ハウジング内に設けるようにしたが、膨張機１１０をバイパスするバイパス流路に弁機構１１７と同様の役割を果たす弁を設けるようにしても良い。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、圧縮機兼膨張機１１０とモータジェネレータ１２０と熱媒ポンプ１３０とを一体にして備えた複合流体機械１００としているが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、熱媒ポンプと膨張機とを別に設けて、圧縮機兼膨張機１１０とモータジェネレータ１２０とを一体にした流体機械においても適用可能である。また、上述の実施形態で熱媒ポンプ１３０はスクロール型で示しているが、ローリングピストン型であっても良いし、型式を限るものではない。

本発明の実施形態に係る複合流体機械１００の構造を示す断面図である。図１の複合流体機械１００を組み込んだ冷凍装置の模式図である。本発明の第１実施形態におけるスイングリンク式の従動クランク機構１１８であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は駆動ピン部１１８１ａとブッシング１１８２との断面図とＡ−Ａ部の断面図である。第１実施形態の他の実施形態におけるスライダ式従動クランク機構１１８であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＢ方向から見たブッシング１１８２の斜視図、（ｃ）は組み合せ後の断面図である。本発明の第２実施形態におけるスイングリンク式の従動クランク機構１１８であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は駆動ピン部１１８１ａとブッシング１１８２との断面図である。本発明の第２実施形態におけるスライダ式従動クランク機構１１８であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は組み合せ後の断面図とＣ−Ｃ部の断面拡大図である。本発明の第３実施形態におけるバイパス機構１７０であり、（ａ）は両スクロールとバイパス孔１７１との位置関係を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄ部の断面拡大図である。本発明の第４実施形態における複合流体機械１００の断面図である。本発明の第５実施形態における複合流体機械１００を組み込んだ冷凍装置の模式図である。図９中の複合流体機械１００の断面図である。

符号の説明

１１０…圧縮機兼膨張機、膨張機
１１１…ハウジング
１１２…固定スクロール
１１２ａ…固定側端板部
１１２ｂ…固定側歯部
１１３…旋回スクロール
１１３ａ…旋回側端板部
１１３ｂ…旋回側歯部
１１８…従動クランク機構
１２０…モータジェネレータ
１２４…モータ軸
１６０…付勢手段、弾性部材
１６１…ゴム部材、Ｏリング
１６２…ばね部材
１６３…保持部材
１６４…摺動部材
１７０…バイパス機構
１７２…逆止弁機構
１８０…クラッチ手段、一方向クラッチ
１１８１…シャフト
１１８１ａ…駆動ピン部
１１８２…ブッシング
１１８２ａ…孔部
Ｖ…作動室

Claims

内部に膨張部を収容するハウジング（１１１）と、
前記ハウジング（１１１）に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部（１１８１ａ）を備えたシャフト（１１８１）と、
前記駆動ピン部（１１８１ａ）を受け入れる孔部（１１８２ａ）を備えたブッシング（１１８２）と、
前記ブッシング（１１８２）を回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部（１１３ａ）と渦巻き形の旋回側歯部（１１３ｂ）とを有し、前記駆動ピン部（１１８１ａ）と前記ブッシング（１１８２）と前記ボス部とから構成される従動クランク機構（１１８）を介して前記シャフト（１１８１）と連動して公転運動をする旋回スクロール（１１３）と、
前記旋回スクロール（１１３）と噛み合う渦巻き形の固定側歯部（１１２ｂ）および固定側端板部（１１２ａ）を有すると共に前記ハウジング（１１１）に固定された固定スクロール（１１２）と、
前記シャフト（１１８１）と連動するモータジェネレータ（１２０）とを備える流体機械において、
前記両歯部（１１２ｂ、１１３ｂ）の円周方向における接触が離れる方向へ前記従動クランク機構（１１８）を付勢する付勢手段（１６０）を設けたことを特徴とする流体機械。
前記付勢手段（１６０）として、前記駆動ピン（１１８１ａ）と前記ブッシング（１１８２）との間に弾性部材（１６０）を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
前記弾性部材（１６０）として、ゴム部材（１６１）を用いたことを特徴とする請求項２に記載の流体機械。
前記ゴム部材（１６１）として、Ｏリング（１６１）を用いたことを特徴とする請求項３に記載の流体機械。
前記弾性部材（１６０）として、ばね部材（１６２）を用いたことを特徴とする請求項２に記載の流体機械。
前記ばね部材（１６２）の保持部材（１６３）を設けたことを特徴とする請求項５に記載の流体機械。
前記駆動ピン（１１８１ａ）と前記ばね部材（１６２）との間に摺動部材（１６４）を介在させたことを特徴とする請求項５に記載の流体機械。
内部に膨張部を収容するハウジング（１１１）と、
前記ハウジング（１１１）に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部（１１８１ａ）を備えたシャフト（１１８１）と、
前記駆動ピン部（１１８１ａ）を回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部（１１３ａ）と渦巻き形の旋回側歯部（１１３ｂ）とを有し、前記駆動ピン部（１１８１ａ）と前記ボス部とを介して前記シャフト（１１８１）と連動して公転運動をする旋回スクロール（１１３）と、
前記旋回スクロール（１１３）と噛み合う渦巻き形の固定側歯部（１１２ｂ）および固定側端板部（１１２ａ）を有すると共に前記ハウジング（１１１）に固定された固定スクロール（１１２）と、
前記シャフト（１１８１）と連動するモータジェネレータ（１２０）とを備える流体機械において、
前記旋回側歯部（１１３ｂ）と前記固定側歯部（１１２ｂ）との間において中心部に歯逃がしを設け、さらにその中心部歯逃がしが終了する位相から外周部方向へ３６０度以下の位相を始点として外周部方向へ歯逃がしを形成するとともに、
前記中心部と前記作動室（Ｖ）が最小閉じ込み容積となる部分とをバイパスさせるバイパス機構（１７０）を設けたことを特徴とする流体機械。
前記バイパス機構（１７０）を逆止弁機構（１７２）で構成したことを特徴とする請求項８に記載の流体機械。
内部に膨張部を収容するハウジング（１１１）と、
前記ハウジング（１１１）に回転可能に支持されていると共に一端部に偏心した駆動ピン部（１１８１ａ）を備えたシャフト（１１８１）と、
前記駆動ピン部（１１８１ａ）を回転可能に受け入れるボス部が形成された旋回側端板部（１１３ａ）と渦巻き形の旋回側歯部（１１３ｂ）とを有し、前記駆動ピン部（１１８１ａ）と前記ボス部とを介して前記シャフト（１１８１）と連動して公転運動をする旋回スクロール（１１３）と、
前記旋回スクロール（１１３）と噛み合う渦巻き形の固定側歯部（１１２ｂ）および固定側端板部（１１２ａ）を有すると共に前記ハウジング（１１１）に固定された固定スクロール（１１２）と、
前記シャフト（１１８１）と連動するモータジェネレータ（１２０）とを備える流体機械において、
前記シャフト（１１８１）と前記モータジェネレータ（１２０）との間に、駆動力を断続させるクラッチ手段（１８０）を設けたことを特徴とする流体機械。
前記クラッチ手段（１８０）として、前記モータジェネレータ（１２０）のモータ軸（１２４）から前記シャフト（１１８１）にトルクが伝わって圧縮機兼膨張機（１１０）を圧縮作動させる場合と、前記圧縮機兼膨張機（１１０）が膨張作動をして前記シャフト（１１８１）から前記モータ軸（１２４）にトルクが伝わって前記モータジェネレータ（１２０）を回転させる場合とにおいては噛み合い、前記圧縮機兼膨張機（１１０）を膨張作動させる方向に前記モータ軸（１２４）が前記シャフト（１１８１）を回転させようとする場合には噛み合いが外れる一方向クラッチ（１８０）としたことを特徴とする請求項１０に記載の流体機械。
前記膨張部は、圧縮機構を兼ね備えていることを特徴とする請求項１、８、１０のうちいずれか１項に記載の流体機械。