JP2013007333A

JP2013007333A - 流体機械

Info

Publication number: JP2013007333A
Application number: JP2011140771A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Mori; 英文森; Masao Iguchi; 雅夫井口; Fuminobu Enoshima; 史修榎島
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: JP5565382B2

Abstract

【課題】簡単な構造でポンプ部材の外周側の流体が回転軸の周りに洩れることを抑制することができる流体機械を提供すること。
【解決手段】複合流体機械において、サイドプレート１７と、従動ギヤ及び駆動ギヤ３４の一端面との間には変形可能な背圧シールプレート３１が配設されている。サイドプレート１７と背圧シールプレート３１との間に、高圧が導入されることで、背圧シールプレート３１は両ギヤ３４の一端面に圧接して、両ギヤ３４の一端面との間をシールする。従動ギヤ及び駆動ギヤ３４の他端面と、ポンプ室１８の内面との間には変形可能なシールプレート３６が配設されている。背圧シールプレート３１の一端面への圧接に伴う両ギヤ３４のシールプレート３６に向けた移動に伴い、両ギヤ３４の他端面がシールプレート３６に圧接して、両ギヤ３４の他端面とシールプレート３６との間がシールされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポンプ室内に、ハウジングに支持された回転軸に連結されたポンプ部材が収容されてなるポンプ部を有する流体機械に関する。

この種の流体機械としては、例えば、特許文献１の回転式流体ポンプが挙げられる。図６に示すように、この回転式流体ポンプ８０において、筒状をなすハウジング本体８１の両側面には、側体８２が固定されるとともに、このハウジング本体８１と側体８２によって形成されるロータ室８３内には、回転軸８４によりロータ８５が支持されている。また、ハウジング本体８１と各側体８２との間には、それぞれシールプレート８６が介在している。さらに、各側体８２には、それぞれシールプレート８６と対向する面に凹部８２ａが環状に形成されるとともに、シールプレート８６と凹部８２ａとの間に分離室８７が形成されている。各分離室８７は大気に連通している。

そして、回転式流体ポンプ８０においては、分離室８７の圧力をロータ室８３の圧力より大きくすることにより、両シールプレート８６をロータ８５の両端面に圧接させている。この圧接により、ロータ８５の外周側の流体が、ロータ８５の端面に沿って回転軸８４の周りに達することが抑制され、回転軸８４の軸方向に沿って流体が洩れることが抑制される。

特開昭５３−５８８０７号公報

ところで、特許文献１の回転式流体ポンプ８０においては、２つのシールプレート８６をロータ８５の各端面に圧接させるため、各シールプレート８６と各側体８２との間に分離室８７を設けなければならない。さらに、分離室８７とロータ室８３との間に圧力差を付けるためには、分離室８７の圧力がロータ室８３に洩れることを防止しなければならず、分離室８７のシール性を確保する必要がある。このため、２つのシールプレート８６を、それぞれハウジング本体８１と側体８２とで挟持しなければならない。よって、特許文献１の回転式流体ポンプ８０は、ロータ８５の外周側の流体が回転軸８４の周りに達することを抑制するための構造が複雑であるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構造でポンプ部材の外周側の流体が回転軸の周りに洩れることを抑制することができる流体機械を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジングに形成されたポンプ室形成体と、該ポンプ室形成体の一側面に接合されたサイドプレートとの間にポンプ室が区画されるとともに、前記ポンプ室内に、前記ハウジングに支持された回転軸に連結されたポンプ部材が収容され、前記ポンプ部材の回転によって流体を移送するポンプ部を有する。この流体機械において、前記サイドプレートと、該サイドプレートに対向する前記ポンプ部材の一端面との間には変形可能な背圧シールプレートが配設され、該背圧シールプレートの外縁部は、前記ポンプ室の周囲で前記ポンプ室形成体の一側面と前記サイドプレートとの間に挟持されており、前記背圧シールプレートは、前記サイドプレートと前記背圧シールプレートとの間に、前記ポンプ室の高圧が導入されることで変形して前記一端面に圧接する。また、前記ポンプ部材の他端面と、該他端面に対向する前記ポンプ室の内面との間には変形可能なシールプレートが配設されるとともに、前記背圧シールプレートと前記シールプレートとの間では前記ポンプ部材が前記回転軸の軸方向に沿って移動可能に収容されている。そして、前記背圧シールプレートの変形に伴う前記ポンプ部材の前記シールプレートに向けた移動に伴い、前記他端面が前記シールプレートに圧接するように構成されている。

これによれば、背圧シールプレートは、サイドプレートとの間に導入された高圧によって変形してポンプ部材の一端面に圧接し、この圧接によりポンプ部材の一端面と背圧シールプレートとの間がシールされる。その結果、ポンプ部材の一端面を経路として、ポンプ部材の外周側の流体が、回転軸の周りに洩れることが抑制される。また、背圧シールプレートの変形に伴いポンプ部材がシールプレートに向けて移動すると、そのポンプ部材の他端面がシールプレートに圧接し、この圧接によりポンプ部材の他端面とシールプレートとの間がシールされる。その結果、ポンプ部材の他端面を経路として、ポンプ部材の外周側の流体が、回転軸の周りに洩れることが抑制される。そして、ポンプ部材の外周側の流体が、回転軸の周りに洩れるのを抑制するための構造においては、背圧シールプレートのみをポンプ形成体とサイドプレートで挟持してシールし、さらに、背圧シールプレートとサイドプレートとの間に高圧が導入できるようにすればよい。したがって、背圧シールプレートとシールプレートの両方を、それぞれサイドプレートとポンプ形成体との間に挟持し、しかも高圧で変形させる構成とする場合と比べて流体機械の構造を簡単にすることができる。

また、前記シールプレートには、該シールプレートを前記他端面に向けて膨出させてなる環状のポンプ室側シール部が形成されていてもよい。
これによれば、背圧シールプレートがポンプ部材の一端面に圧接するのに伴い、ポンプ部材がシールプレートに向けて移動すると、ポンプ室側シール部は、ポンプ室内面とポンプ部材の他端面との間で押し潰されるように変形する。ポンプ部材の他端面に対して環状のポンプ室側シール部が高い面圧で接触することが可能となり、シールプレートとポンプ部材の他端面との間のシール性を高めることができる。

また、前記ポンプ部材は外周面に複数のギヤ歯が形成されてなるギヤであり、前記背圧シールプレートには、前記一端面において前記ポンプ部材の歯底円と前記回転軸との間をシールする環状の背圧側シール部が設けられていてもよい。

これによれば、この背圧側シール部は、ポンプ部材の一端面のうち、歯底円と回転軸の周面との間となる位置で、背圧シールプレートに圧接している。このため、背圧シールプレートとポンプ部材の一端面との間のシール性を高めることができる。

また、前記回転軸の一端側には駆動源が連結されるとともに、前記回転軸の他端側には該回転軸の回転によって駆動される機構部が設けられ、前記ポンプ部材は前記駆動源と前記機構部との間に配置されていてもよい。

これによれば、背圧シールプレート及びシールプレートにより、ポンプ部材の外周側から回転軸周りに流体が洩れることを抑制することができる。このため、回転軸に沿って流体が機構部に洩れることが抑制され、この機構部への流体洩れ防止のための軸シールを設ける必要がなくなる。

本発明によれば、簡単な構造でポンプ部材の外周側の流体が回転軸の周りに洩れることを抑制することができる。

実施形態の複合流体機械及びランキンサイクル装置を示す図。シールプレート及び背圧シールプレートが変形する前の状態を示す断面図。ポンプ部及びシールプレートを示す図１の３−３線断面図。シールプレート及び背圧シールプレートが変形した後の状態を示す断面図。別例のポンプ部を示す側断面図。背景技術を示す断面図。

以下、本発明の流体機械を、ランキンサイクル装置に用いられる複合流体機械に具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、複合流体機械１１のハウジング１２は、筒状をなすセンタハウジング１３と、このセンタハウジング１３の一端（図１では左端）に接合されたフロントハウジング１４と、センタハウジング１３の他端（図１では右端）に接合されたリヤハウジング１５と、から形成されている。センタハウジング１３の内周面には、ポンプ室形成体としての仕切壁１３ａがセンタハウジング１３内に向けて延びるように形成されるとともに、この仕切壁１３ａによってハウジング１２内が２つの空間に仕切られている。

フロントハウジング１４、及び仕切壁１３ａには、回転軸としての駆動軸２１が軸受１６を介して回転可能に支持されている。駆動軸２１の一端側には、一体回転可能にモータロータ２０ａが固定されている。また、センタハウジング１３の内周面には、ステータ２０ｂがモータロータ２０ａを取り囲むように固定されている。モータロータ２０ａとステータ２０ｂとはモータ・ジェネレータ２０を構成する。

モータ・ジェネレータ２０は、ステータ２０ｂのコイル２０ｃへの通電によりモータロータ２０ａを回転させる電動機としての機能と、モータロータ２０ａが回転されることでステータ２０ｂのコイル２０ｃに電力を生じさせる発電機としての機能とを併せ持つ。よって、本実施形態では、モータ・ジェネレータ２０が電動機として機能するとき、複合流体機械１１の駆動源として機能する。なお、モータ・ジェネレータ２０にはインバータ２２を介してバッテリ２３が接続されるとともに、モータ・ジェネレータ２０で生じた電力はインバータ２２を介してバッテリ２３に蓄電されるようになっている。

仕切壁１３ａのリヤハウジング１５側（図１では右側）の面には、駆動軸２１を取り囲むように長円状の凹部１３ｃが形成されている。そして、仕切壁１３ａのリヤハウジング１５側の面（一側面）に、サイドプレート１７が接合されることにより内部にポンプ室１８が区画される。

ポンプ室１８内には、駆動軸２１にキー等による一体回転可能に連結されたポンプ部材としての駆動ギヤ３４が収容されている。駆動軸２１は仕切壁１３ａとサイドプレート１７とを貫通している。駆動ギヤ３４の外周面には複数のギヤ歯３４ａが設けられている。また、図３に示すように、仕切壁１３ａとサイドプレート１７とには、回転軸としての従動軸１９が回転可能に支持されるとともに、ポンプ室１８内には従動軸１９に取着されたポンプ部材としての従動ギヤ３３が収容されている。この従動ギヤ３３の外周面には複数のギヤ歯３３ａが設けられている。そして、ポンプ室１８では、従動ギヤ３３と駆動ギヤ３４とが、ギヤ歯３３ａ，３４ａを噛み合わせた状態で配設されるとともに、ポンプ室１８と、従動ギヤ３３と、駆動ギヤ３４とからポンプ部としてのギヤポンプ３０が形成されている。なお、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４において、従動軸１９及び駆動軸２１の中心軸に直交する２つの端面のうち、サイドプレート１７側を一端面とし、凹部１３ｃの内面側を他端面とする。

ギヤポンプ３０においては、従動ギヤ３３と駆動ギヤ３４の回転により、流体は各ギヤ３３，３４のギヤ歯３３ａ，３４ａとポンプ室１８の内周面との間に閉じ込められる。閉じ込められた流体は、各ギヤ３３，３４の回転により移送され、ポンプ室１８内で吐出される。なお、ポンプ室１８内において、移送された流体が吐出される空間を吐出室Ｄとし、吸入される流体が存在する空間を吸入室Ｓとする。

ポンプ室１８において、従動ギヤ３３と駆動ギヤ３４のギヤ歯３３ａ，３４ａの噛み合い部よりも、各ギヤ３３，３４の回転方向の先方側が吸入室Ｓとなり、回転方向の手前側が吐出室Ｄとなる。仕切壁１３ａには吸入室Ｓに連通する吸入通路１３ｄが形成されるとともに、吐出室Ｄに連通する吐出通路１３ｅが形成されている。

図１に示すように、複合流体機械１１において、駆動軸２１の他端側には機構部としての膨張機４１が設けられ、この膨張機４１は仕切壁１３ａとリヤハウジング１５との間の空間に収容されている。そして、複合流体機械１１は、駆動軸２１の軸方向に沿ってモータ・ジェネレータ２０、ギヤポンプ３０、及び膨張機４１が直列に配置されている。

複合流体機械１１において、ギヤポンプ３０の吐出通路１３ｅには第１流路６０ａを介して熱交換器６２の導入側が接続されるとともに、この熱交換器６２は、エンジン６４に接続された冷却水循環経路６５上に設けられている。冷却水循環経路６５上にはラジエータ６５ａが設けられている。車両のエンジン６４を冷却した冷却水は、冷却水循環経路６５を循環して熱交換器６２で放熱する。そして、ギヤポンプ３０から吐出された流体は、熱交換器６２においてエンジン６４を冷却した冷却水との熱交換により加熱される。

熱交換器６２の導出側には、第２流路６０ｂを介して膨張機４１の吸入側が接続されるとともに、この膨張機４１で、熱交換器６２で加熱された流体が膨張するようになっている。膨張機４１の吐出側には、第３流路６０ｃを介して凝縮器６１の導入側が接続されている。凝縮器６１の導出側には第４流路６０ｄを介してギヤポンプ３０の吸入通路１３ｄが接続されている。そして、ギヤポンプ３０、熱交換器６２、膨張機４１、及び凝縮器６１が第１〜第４流路６０ａ〜６０ｄによって環状に接続されてランキンサイクル装置６０が構成されている。したがって、複合流体機械１１のギヤポンプ３０及び膨張機４１は、ランキンサイクル装置６０の一部を構成している。

ランキンサイクル装置６０においては、バッテリ２３からの電力がモータ・ジェネレータ２０に供給されるとモータ・ジェネレータ２０が電動機として駆動され、ギヤポンプ３０が駆動される。このギヤポンプ３０において、従動ギヤ３３と駆動ギヤ３４の回転により、吸入通路１３ｄを介して吸入室Ｓに流体が吸入されるとともに、吸入室Ｓの流体は、各ギヤ３３，３４のギヤ歯３３ａ，３４ａとポンプ室１８の内周面との間に閉じ込められる。閉じ込められた流体は、吐出室Ｄに向けて移送され、吐出される。

吐出室Ｄに吐出された流体は、吐出通路１３ｅを介して熱交換器６２に導出され、この熱交換器６２において、エンジン６４を冷却した冷却水との熱交換により加熱される。加熱後の流体は、膨張機４１で膨張し、膨張機４１は機械的エネルギー（駆動力）を出力する。出力された駆動力によって、モータ・ジェネレータ２０及びギヤポンプ３０が駆動される。膨張機４１の駆動力からギヤポンプ３０の駆動分を差し引いた動力がモータ・ジェネレータ２０の発電に供され、バッテリ２３が充電される。

膨張を終えて圧力が低下した流体は、凝縮器６１で冷却されて液化し、膨張機４１の出力に応じてギヤポンプ３０に吸入される。以後、上述したように、流体は、膨張機４１、凝縮器６１、ギヤポンプ３０、及び熱交換器６２を流れて、ランキンサイクル装置６０の回路を循環する。

次に、ギヤポンプ３０のシール構造について詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、仕切壁１３ａの一側面と、サイドプレート１７との間には、背圧シールプレート３１が介装されている。背圧シールプレート３１は、金属製の薄板より形成されるとともに、凹部１３ｃ全体を被覆する大きさに形成されている。また、背圧シールプレート３１には、駆動軸２１及び従動軸１９が挿通される挿通孔３１ａがそれぞれ形成されている。背圧シールプレート３１の外縁部３１ｂは、凹部１３ｃ（ポンプ室１８）の周囲で、仕切壁１３ａの一側面と、サイドプレート１７とによって挟持されている。よって、背圧シールプレート３１の外縁部３１ｂは、仕切壁１３ａとサイドプレート１７によって表裏両面が金属シールされている。

そして、背圧シールプレート３１は、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面と、サイドプレート１７との間に介在している。また、サイドプレート１７において、背圧シールプレート３１に対向する端面には、円環状をなす装着溝１７ａが従動軸１９及び駆動軸２１を取り囲むように形成されるとともに、各装着溝１７ａには、弾性変形可能なシールリング３５が装着されている。このシールリング３５は、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４のギヤ歯３３ａ，３４ａの底面を各ギヤ３３，３４の周方向に繋いだ円（図３の２点鎖線に示す歯底円Ｑ）と、従動軸１９及び駆動軸２１の周面との間に位置している。そして、シールリング３５は、背圧シールプレート３１において、各ギヤ３３，３４の歯底円Ｑと各軸１９，２１との間に位置する部位に圧接している。

シールリング３５は、背圧シールプレート３１と装着溝１７ａとの間で圧縮状態で介装されている。このため、シールリング３５の原形状への復帰力により、背圧シールプレート３１は、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面のうち、歯底円Ｑと各軸１９，２１との間に位置する部位に圧接している。したがって、背圧シールプレート３１において、シールリング３５と対向する部位が背圧側シール部を構成している。

また、背圧シールプレート３１において、吐出室Ｄと対向する位置には、導入孔３１ｃが形成されるとともに、この導入孔３１ｃによりポンプ室１８における吐出室Ｄの圧力が、背圧シールプレート３１と、サイドプレート１７との間に形成された背圧室に導入可能になっている。そして、背圧シールプレート３１は、吐出室Ｄの圧力を受けて従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４に向けて変形可能になっている。

一方、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面と、この他端面に対向するポンプ室１８の内面との間にはシールプレート３６が介装されている。シールプレート３６は、金属製の薄板より形成されるとともに、外形形状が凹部１３ｃの内周形状と同じに形成されている。そして、シールプレート３６は、凹部１３ｃ内に収容されている。また、シールプレート３６には、駆動軸２１と従動軸１９が挿通される挿通孔３６ａが形成されている。

さらに、シールプレート３６には、挿通孔３６ａの周囲にポンプ室側シール部３６ｂが形成されている。ポンプ室側シール部３６ｂは、シールプレート３６から従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面に向けて円環状に膨出するように形成されるとともに、先端側には各ギヤ３３，３４の他端面に対して面接触する当接部３６ｃが形成されている。そして、ポンプ室側シール部３６ｂは、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面のうち、歯底円Ｑと各軸１９，２１の周面との間に位置する端面に対向するように形成されている。

駆動軸２１及び従動軸１９の軸方向に沿ったポンプ室側シール部３６ｂの膨出量は、ポンプ室側シール部３６ｂの先端が従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面に密接するように設定されている。また、シールプレート３６におけるポンプ室側シール部３６ｂ以外の部位と、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面との間には、ポンプ室側シール部３６ｂの膨出量分だけの隙間Ｈが形成されている。そして、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４は、背圧シールプレート３１とシールプレート３６の間では、各軸１９，２１の軸方向に沿って隙間Ｈ分だけ移動可能になっている。

次に、複合流体機械１１の作用について説明する。
さて、複合流体機械１１が駆動され、ギヤポンプ３０が駆動されると、吐出室Ｄの圧力が、導入孔３１ｃを介して背圧シールプレート３１と、サイドプレート１７との間に導入される。すると、図４に示すように、背圧シールプレート３１は、吐出室Ｄの圧力に加え、シールリング３５の原形状への復帰力を受けて従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面に向けて変形する。この背圧シールプレート３１の変形により、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４が押圧され、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４が隙間Ｈ分だけシールプレート３６に向けて移動する。

すると、背圧シールプレート３１の変形及びシールリング３５の復帰力により、背圧シールプレート３１が従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面に圧接し、それら一端面と背圧シールプレート３１との間は気密にシールされる。このシールにより、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面側では、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の外周側から従動軸１９及び駆動軸２１の周りに流体が達することが抑制される。

また、シールプレート３６に向けて従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４が移動すると、それらの他端面が、シールプレート３６のポンプ室側シール部３６ｂに押し付けられる。すると、ポンプ室側シール部３６ｂは、ポンプ室１８内面と、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面との間で押し潰されるように変形する。

図４の拡大図に示すように、ポンプ室側シール部３６ｂが押し潰されると、ポンプ室側シール部３６ｂの内周縁付近、及び外周縁付近は、接触線Ｐで円環状に凹部１３ｃの内底面に圧接するとともに、その内周縁と外周縁の間の当接部３６ｃの端縁が、接触線Ｐで従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面に円環状に圧接する。その結果、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面とシールプレート３６との間には線接触した箇所が形成され、気密にシールされる。このシールにより、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面側では、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の外周側から従動軸１９及び駆動軸２１の周りに流体が達することが抑制される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）仕切壁１３ａにサイドプレート１７を接合してポンプ室１８を形成した。また、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面とサイドプレート１７との間に背圧シールプレート３１を介装するとともに、ポンプ室１８の内面と従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面との間にシールプレート３６を介装した。そして、背圧シールプレート３１とサイドプレート１７との間の背圧室に導入した圧力により、背圧シールプレート３１を変形させ、背圧シールプレート３１と各ギヤ３３，３４の一端面との間をシールするようにした。また、背圧シールプレート３１の変形に伴い両ギヤ３３，３４の他端面をシールプレート３６に圧接させ、シールプレート３６と各ギヤ３３，３４の他端面との間をシールするようにした。このため、背圧シールプレート３１のみを仕切壁１３ａとサイドプレート１７で挟持してシールし、背圧シールプレート３１とサイドプレート１７との間の背圧室に圧力を導入できるように背圧シールプレート３１のみに導入孔３１ｃを形成すればよい。したがって、背圧シールプレート３１とシールプレート３６の両方を、それぞれサイドプレート１７と仕切壁１３ａとの間に挟持し、しかも両シールプレート３１，３６に導入孔を形成する場合と比べて複合流体機械１１の構造を簡単にすることができる。

（２）背圧シールプレート３１を従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面に圧接させるとともに、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の他端面をポンプ室側シール部３６ｂに圧接させることで、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の外周側から従動軸１９及び駆動軸２１の周りに流体が洩れることを抑制することができる。したがって、駆動軸２１に沿って流体が膨張機４１及びモータ・ジェネレータ２０に洩れることを抑制することができる。その結果として、駆動軸２１の周面と仕切壁１３ａの内周面との間をシールする軸シール部材を不要とすることができ、複合流体機械１１の部品点数を減らすことができる。加えて、軸シール部材の配置スペースが不要となるため、複合流体機械１１の軸方向の長さを短縮することができる。

（３）背圧シールプレート３１及びシールプレート３６を用いることで、各ギヤ３３，３４の外周側から各軸１９，２１の周りに流体が洩れることを抑制することができる。したがって、駆動軸２１に沿って流体が膨張機４１及びモータ・ジェネレータ２０に洩れることを抑制することができ、この洩れ抑制のための軸シール部材を不要とすることができる。したがって、軸シール部材の緊迫力に起因した駆動軸２１の損失トルクを無くすことができる。

（４）シールプレート３６にポンプ室側シール部３６ｂを予め膨出形成しておき、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４がポンプ室側シール部３６ｂに押し付けられることで、ポンプ室側シール部３６ｂを、ポンプ室１８の内面と各ギヤ３３，３４の他端面との間で押し潰すように変形させることができる。そして、ポンプ室側シール部３６ｂが変形することで、ポンプ室側シール部３６ｂの各ギヤ３３，３４の他端面に対する面圧を高めることができる。したがって、ポンプ室側シール部３６ｂが形成されておらず、単に従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４をシールプレート３６に押し付ける場合と比べると、シールプレート３６と従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４との間のシール性を高めることができる。

（５）背圧シールプレート３１の外縁部３１ｂは、ポンプ室１８の周囲で仕切壁１３ａの一側面とサイドプレート１７との間に挟持されている。このため、背圧シールプレート３１の外縁部３１ｂの表裏両面は、仕切壁１３ａの一側面及びサイドプレート１７の圧接によってシールされている。このため、背圧室の流体が、背圧シールプレート３１の外縁部３１ｂの外周側を介して、ポンプ室１８に洩れることを抑制することができ、背圧シールプレート３１とサイドプレート１７との間の圧力が、ポンプ室１８と同じ圧力になってしまうことを防止することができる。その結果、背圧シールプレート３１をポンプ室１８から導入された圧力によって変形させることができる。

（６）背圧シールプレート３１とサイドプレート１７との間にはシールリング３５が圧縮状態で介装され、このシールリング３５の原形状への復帰力により、背圧シールプレート３１を従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面に向けて付勢することができる。したがって、背圧シールプレート３１とサイドプレート１７との間に導入される圧力に加え、シールリング３５の付勢力により、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の一端面と、背圧シールプレート３１との間のシール性を高めることができる。

（７）複合流体機械１１においては、駆動軸２１の一端側にモータ・ジェネレータ２０が設けられ、駆動軸２１の他端側に膨張機４１が設けられている。そして、ギヤポンプ３０では、背圧シールプレート３１及びシールプレート３６により、従動ギヤ３３及び駆動ギヤ３４の外周側の流体が、従動軸１９及び駆動軸２１の周りに洩れることが抑制される。このため、駆動軸２１に沿って流体が膨張機４１に洩れることが抑制され、この流体洩れを抑制するための軸シールを設ける必要がなくなる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、背圧側シール部の一部としてシールリング３５を用いたが、このシールリング３５の代わりに、図５に示すように、背圧シールプレート３１に形成したビード３１ｄに具体化してもよい。

○ 実施形態では、ポンプ室側シール部３６ｂの先端側に当接部３６ｃを形成し、各ギヤ３３，３４が移動する前は、各ギヤ３３，３４の他端面に対し当接部３６ｃが面接触するようにポンプ室側シール部３６ｂを形成した。これに限らず、図５に示すように、ポンプ室側シール部３６ｄを、挿通孔３６ａ周りで円環状に延びる突条状に形成してもよい。

○ 実施形態では、複合流体機械１１を、駆動軸２１の他端側に機構部としての膨張機４１を有するタイプとしたが、駆動軸２１の他端側に機構部を設けず、駆動軸２１の他端を自由端としたタイプとしてもよい。すなわち、流体機械を駆動部とポンプ部とからなるギヤポンプとしてもよい。このように構成すると、駆動軸２１の周面に沿った他端側への流体の洩れがあっても、その流体の洩れにより機構部が影響を受けることがない。

○ 実施形態では、機構部として膨張機４１に具体化したが、機構部はその他のものに変更してもよい。
○ 実施形態では、背圧シールプレート３１及びシールプレート３６を金属板で形成したが、樹脂板で形成してもよい。

○ 実施形態では、ポンプ室形成体としてセンタハウジング１３に一体形成した仕切壁１３ａに具体化したが、ポンプ室形成体は、センタハウジング１３の内周面に別体形成したブロック体であってもよい。

○ ポンプ部はギヤポンプ３０と異なる形態のポンプ、例えばベーンタイプのポンプとしてもよい。
○ 実施形態では、複合流体機械１１をランキンサイクル装置６０のみに用いたが、複合流体機械１１に圧縮部及びクラッチ機構を一体に設けて、冷凍サイクルを並設してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記ポンプ部材は外周面に複数のギヤ歯が形成されてなるギヤであり、前記ポンプ室側シール部は、前記他端面において前記ポンプ部材の歯底円と前記回転軸との間に設けられている請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の流体機械。

Ｑ…歯底円、１２…ハウジング、１３ａ…ポンプ室形成体としての仕切壁、１７…サイドプレート、１８…ポンプ室、１９…回転軸としての従動軸、２０…駆動源として機能するモータ・ジェネレータ、２１…回転軸としての駆動軸、３０…ポンプ部としてのギヤポンプ、３１…背圧シールプレート、３１ｂ…外縁部、３３…ポンプ部材としての従動ギヤ、３４…ポンプ部材としての駆動ギヤ、３３ａ，３４ａ…ギヤ歯、３５…背圧側シール部としてのシールリング、３６…シールプレート、３６ｂ，３６ｄ…ポンプ室側シール部、４１…機構部としての膨張機。

Claims

ハウジングに形成されたポンプ室形成体と、該ポンプ室形成体の一側面に接合されたサイドプレートとの間にポンプ室が区画されるとともに、前記ポンプ室内に、前記ハウジングに支持された回転軸に連結されたポンプ部材が収容され、前記ポンプ部材の回転によって流体を移送するポンプ部を有し、
前記サイドプレートと、該サイドプレートに対向する前記ポンプ部材の一端面との間には変形可能な背圧シールプレートが配設され、該背圧シールプレートの外縁部は、前記ポンプ室の周囲で前記ポンプ室形成体の一側面と前記サイドプレートとの間に挟持されており、前記背圧シールプレートは、前記サイドプレートと前記背圧シールプレートとの間に、前記ポンプ室の高圧が導入されることで変形して前記一端面に圧接し、
前記ポンプ部材の他端面と、該他端面に対向する前記ポンプ室の内面との間には変形可能なシールプレートが配設されるとともに、前記背圧シールプレートと前記シールプレートとの間では前記ポンプ部材が前記回転軸の軸方向に沿って移動可能に収容されており、前記背圧シールプレートの変形に伴う前記ポンプ部材の前記シールプレートに向けた移動に伴い、前記他端面が前記シールプレートに圧接するように構成された流体機械。
前記シールプレートには、該シールプレートを前記他端面に向けて膨出させてなる環状のポンプ室側シール部が形成されている請求項１に記載の流体機械。
前記ポンプ部材は外周面に複数のギヤ歯が形成されてなるギヤであり、前記背圧シールプレートには、前記一端面において前記ポンプ部材の歯底円と前記回転軸との間をシールする環状の背圧側シール部が設けられている請求項１又は請求項２に記載の流体機械。
前記回転軸の一端側には駆動源が連結されるとともに、前記回転軸の他端側には該回転軸の回転によって駆動される機構部が設けられ、前記ポンプ部材は前記駆動源と前記機構部との間に配置されている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の流体機械。