(57)【要約】【課題】作動流体の漏れによる損失を抑制した高効率の内接歯車型膨張機を提供する。【解決手段】本発明の膨張機１は、ロータ１０，２０間に形成されたロータ室２の軸方向一側に設けられかつ該一側に向けて吸入・吐出ポート４２，４３が形成された第１カバー４０と、ロータ室２の軸方向他側に設けられた第２カバー５０とを備える。第２カバー５０は、圧力室５４２が設けられた固定部５１と、ロータ室２と圧力室５４２とを連通する通気孔５２ｃとカウンターポート５６とが形成された可動板５２とを備える。カウンターポート５６は吸入・吐出ポート４２，４３に対応した形状を成す第１・第２ポート５６１，５６２を有する。第１・第２ポート５６１，５６２はロータ室２を挟んで吸入・吐出ポート４２，４３に向かい合った位置に設けられる。圧力室５４２内の作動流体は可動板５２を第１カバー４０側へ押し戻す力Ｆを発生させることができる。【選択図】図５
2015229934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯を有したアウターロータと、
前記内歯と噛合する外歯と、軸穴とを有したインナーロータと、
前記内歯と前記外歯との間に区画され、かつ、作動流体を流通可能なロータ室と、
前記軸穴に挿通されかつ前記インナーロータを回転可能に軸支するロータ軸と、
前記アウターロータを回転可能に支持する軸受が設けられた内周面を有するロータケーシングと、
前記ロータ室の軸方向一側に設けられ、かつ、作動流体用の吸入・吐出ポートが該側に向けて形成された第１カバーと、
前記ロータ室の軸方向他側に設けられた第２カバーと、
を備えた内接歯車型膨張機であって、かつ、
第２カバーは、圧力室が設けられた固定部と、該固定部に軸方向移動可能に支持されかつ前記アウターロータ及び前記インナーロータに対面した可動板とを備え、
前記可動板には、前記ロータ室と前記圧力室との間を接続し作動流体の往来を可能にする通気孔と、カウンターポートとが形成され、
前記カウンターポートは前記吸入・吐出ポートに対応した形状を成す第１・第２ポートを有し、かつ、第１・第２ポートはそれぞれ、前記ロータ室を挟んで前記吸入・吐出ポートに対向した位置に設けられ、
前記圧力室内の作動流体は前記可動板を第１カバー側へ押し戻す力を発生させることを特徴とする内接歯車型膨張機。
【請求項２】
前記圧力室は、第１カバーの吸入ポート位置付近に向かい合うように、第２カバーの中心から偏って配置され、かつ、
前記通気孔の一端が、前記カウンターポートの第１ポートに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の内接歯車型膨張機。
【請求項３】
前記固定部には、前記可動板を第１カバー側へ付勢する付勢装置がさらに設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内接歯車型膨張機。
【請求項４】
前記付勢装置は、前記可動板に接触可能な摺動体と、該摺動体に付勢力を付与する付勢力発生部材とを備えることを特徴とする請求項３に記載の内接歯車型膨張機。
【請求項５】
前記可動板を押し戻す方向に作用する前記圧力室内の面積、及び、前記付勢力発生部材での付勢力の少なくとも一方を調整可能な調整部がさらに設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内接歯車型膨張機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電サイクル等の熱機関サイクルに適用可能な高効率の内接歯車型膨張機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、自動車のエンジン、工場や太陽熱などの排熱源からランキンサイクルを用いて動力回収・発電を行うシステムの設計開発が盛んに行われている。しかし、実用化されているシステムの多くは、熱源温度が２００℃以上で出力が１０ｋＷ以上の比較的大規模な装置であり、熱源温度が１００℃以下でありかつ出力が１００〜１ｋＷ程度にまで小型化したシステムを実用化した例はほとんどない。
【０００３】
こうした小型ランキンサイクルシステムを実用化するには、システムの正味熱効率を向上する高効率の膨張機が必要とされている。
【０００４】
ところで、本発明者らは、小型ランキンサイクルの実用化のため、システム内に通常、設けられる作動流体ポンプを用いずに熱交換器の熱源を切り替えることにより作動流体を駆動するポンプレスランキン型サイクルを既に提案している（特許文献１及び特許文献２）。
【０００５】
しかしながら、既提案のサイクルは、膨張機として膨張バルブを疑似的に利用して、そのサイクルが動作することを実証した段階であり、既提案のサイクルにおいても、これに適用可能な高効率の膨張機が必要とされている。
【０００６】
こうした要望に対して、本発明者らは特許文献３に示すような内接歯車型膨張機を既に提案している。しかしながら、高効率化に向けて未だに改善の余地がある。
【０００７】
次に、改善すべき課題を、図８の各図を参照しながら説明する。図８（ａ）にアウターロータ２０及びインナーロータ１０の側面概略図を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＺ−Ｚ線で破断した概略図を示す。図８（ｂ）に示すように、従来の膨張機においては、アウターロータ２０及びインナーロータ１０の幅をＷ、ロータケーシング３０の深さをＤと表記したとき、ＤがＷより大きく設計されている。このように設計しなければ、アウターロータ２０及びインナーロータ１０が軸（ロータ軸９０）方向に隣接するカバー部材５０と接触するようになり、適切な回転が得られなくなる。つまり、これらのロータ１０，２０の側面には適切な回転を得るためのクリアランス（Ｄ−Ｗのギャップ）Ｇが必ず存在する。
【０００８】
しかしながら、このクリアランスＧの存在は、望ましくない漏れ損失を引き起こしてしまう。具体的には、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、入口（吸入通路）４４から上記ロータ１０，２０の外歯１３，内歯２１間に区画された空間（ロータ室）２内に導入された高圧の作動流体が、ロータ室２に留まることなく、ロータ側面にある上記クリアランスＧを通ってロータ室２外へ漏れ出すようになる（図８（ｃ）中の破線で示した矢印を参照）。そして、この漏れ出した流体はロータ１０，２０の回転には全く寄与することなく出口（吐出通路）４５側に流れ出すようになる。つまり、この漏れ損失が、従来の膨張機の容積効率低下の主要因となっている。なお、ロータ１０，２０には両側面があるため、どちらの側面にもクリアランスＧ及びこれに起因した漏れ損失が生じる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−０１２６４４号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１２６４５号公報
【特許文献３】特開２０１２−１８８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発電サイクル等の熱機関サイクル（特に小型かつ低温度差ランキンサイクル）に適用可能な高効率の内接歯車型膨張機を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明のもう一つの目的は、作動流体の漏れによる損失を抑制した高効率の内接歯車型膨張機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、鋭意検討の末、特許文献３に開示の内接歯車型膨張機において、軸方向側面カバーに対し構造的改良を施せば、上記目的のための膨張機として適用できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
より具体的には、本発明者らは、図８（ｄ）に示すように、
（１）吸入・吐出ポート４２，４３を有した第１カバー４０とは反対の側である第２カバー５０側に、シリンダ及びピストンに似た働きをする可動機構を持たせ、
（２）バネのような機械的外力又は流体に生じる圧力、或いは双方の力を利用して、この可動機構をロータ室２側（つまり第１カバー４０側）に押し戻す力Ｆを生ぜしめ、さらに好ましくは、
（３）この押し戻す力Ｆを、ロータ室２内の作動流体が第２カバー５０側に向かって作用する力ｆと同等の力（又はこの力ｆより若干大きな力）に調整自在にすることにより、双方の力Ｆ，ｆを相殺して、上述のクリアランスＧを略零にする構造を見出した。
【００１４】
すなわち本発明は、例えば、以下の構成・特徴を備えるものである。
（態様１）
内歯を有したアウターロータと、
前記内歯と噛合する外歯と、軸穴とを有したインナーロータと、
前記内歯と前記外歯との間に区画され、かつ、作動流体を流通可能なロータ室と、
前記軸穴に挿通されかつ前記インナーロータを回転可能に軸支するロータ軸と、
前記アウターロータを回転可能に支持する軸受が設けられた内周面を有するロータケーシングと、
前記ロータ室の軸方向一側に設けられ、かつ、作動流体用の吸入・吐出ポートが該側に向けて形成された第１カバーと、
前記ロータ室の軸方向他側に設けられた第２カバーと、
を備えた内接歯車型膨張機であって、かつ、
第２カバーは、圧力室が設けられた固定部と、該固定部に軸方向移動可能に支持されかつ前記アウターロータ及び前記インナーロータに対面した可動板とを備え、
前記可動板には、前記ロータ室と前記圧力室との間を接続し作動流体の往来を可能にする通気孔と、カウンターポートとが形成され、
前記カウンターポートは前記吸入・吐出ポートに対応した形状を成す第１・第２ポートを有し、かつ、第１・第２ポートはそれぞれ、前記ロータ室を挟んで前記吸入・吐出ポートに対向した位置に設けられ、
前記圧力室内の作動流体は前記可動板を第１カバー側へ押し戻す力を発生させることを特徴とする内接歯車型膨張機。
（態様２）
前記圧力室は、第１カバーの吸入ポート位置付近に向かい合うように、第２カバーの中心から偏って配置され、かつ、
前記通気孔の一端が、前記カウンターポートの第１ポートに連結されていることを特徴とする態様１に記載の内接歯車型膨張機。
（態様３）
前記固定部には、前記可動板を第１カバー側へ付勢する付勢装置がさらに設けられていることを特徴とする態様１又は２に記載の内接歯車型膨張機。
（態様４）
前記付勢装置は、前記可動板に接触可能な摺動体と、該摺動体に付勢力を付与する付勢力発生部材とを備えることを特徴とする態様３に記載の内接歯車型膨張機。
（態様５）
前記可動板を押し戻す方向に作用する前記圧力室内の面積、及び、前記付勢力発生部材での付勢力の少なくとも一方を調整可能な調整部がさらに設けられていることを特徴とする態様１〜４のいずれかに記載の内接歯車型膨張機。
【００１５】
ここで、「内接歯車型膨張機」とは内歯歯車（上記アウターロータ）と外歯歯車（上記インナーロータ）とからなる一対の内接歯車を使用する膨張機のことである。なお、内接歯車以外の歯車として、外歯歯車同士が噛合う外接歯車がある。また、本発明の内接歯車には、アウターロータとインナーロータの歯車又は歯の輪郭がトロコイド曲線を形成する一対の内接歯車（トロコイド歯車、実施例で後述）の他、インボリュート曲線やサイクロイド曲線を形成する内接歯車（インボリュート歯車やサイクロイド歯車）を用いても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の膨張機によれば、上述の如く軸方向に移動可能な可動板が設けられているため、第１・第２カバーと、アウターロータ及びインナーロータとの間（つまり、ロータ室の両側面）での余分なクリアランスＧを排除（限りなく小さく）でき、ロータ室のいずれの側面からの流体の漏れを抑制することが可能となるため、優れた容積効率を有するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の膨張機の斜視図である。
【図２】本発明の膨張機の分解斜視図である。
【図３】別の方向から観察した分解斜視図である。
【図４】本発明の膨張機の平面図及び右側面図である。
【図５】本発明の膨張機の断面概略図である。
【図６】本発明の可動板を説明した図である。
【図７】本発明の第１摺動体を説明した図である。
【図８】従来の膨張機のカバー構造と本発明の膨張機のカバー構造とを比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照しながら下記の具体的な実施形態に基づき本発明を説明するが、本発明はこれらの実施形態に何等限定されるものではない。
【実施例】
【００１９】
（本発明の膨張機の構成）
図１〜図３は、本発明の実施例に係る内接歯車型膨張機１（以下、単に「膨張機」とも呼ぶ）の概略を示した斜視図及び分解斜視図である。ここで、図２及び図３は、膨張機１の構成部品を軸（ロータ軸９０）方向に分解した図であり、図３は図２とは反対の方向から観た分解斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）、並びに図５は、本実施例の膨張機１の平面図及び右側面図、並びに断面概略図である。ここで、図５はロータ軸９０を通過するように破断した断面を主に示すが、図４（ｂ）中の一点鎖線（縦方向）に沿って破断した部分も切り抜いて示す。また、図６は、本実施例の可動板５２の左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、斜視図（ｄ）、及び図６（ａ）又は（ｃ）中Ｚ−Ｚ線で破断した断面図（ｅ）である。また、図７は、本実施例の第１摺動体５５１の左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、斜視図（ｄ）、及び図７（ａ）又は（ｃ）中Ｚ−Ｚ線で破断した断面図（ｅ）である。なお、図１〜３においては、構成部品同士を固定するボルト等の付属部品の一部は、構成部品の見易さ向上等の観点から図示していない。
【００２０】
これらの図１〜３に示すように、膨張機１は円筒形を成す複数の部材から構成される。これらの部材は、具体的には、インナーロータ１０、アウターロータ２０、これらのロータ１０，２０を収容するロータケーシング３０、ロータケーシング３０を軸方向両側から挟むように取り付けられる第１・第２カバー４０，５０、中間プレート６０、シールケース７０、台座８０等である。
【００２１】
（構成部品の組み付け構造）
なお、インナーロータ１０、第１カバー４０、中間プレート６０、シールケース７０の円筒断面中央には、ロータ軸９０を挿通するための軸穴１１，４１，６１，７１が設けられている。また、ロータケーシング３０と、第１・第２カバー４０，５０は、複数本（図４（ａ）では４本）のボルトＢ１が挿入されて互いに一体に組み付けられる。同様に、第１カバー４０と台座９０とは複数本（図４（ｂ）では４本）のボルトＢ２によって互いに接続される。このように上述の部品１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０は一体に組み付けられ、本実施例の膨張機１が形作られる（図１〜３を参照）。
【００２２】
（ロータ軸の回転構造）
第１カバー４０の軸穴４１には、図５に示すように、ロータ軸９０を回転可能に支持可能なニードルベアリング４９が設けられ、シールケース７０の軸穴７１には、ロータ軸９０を回転可能に支持可能なボールベアリング７２やオイルシール７３が設けられる。ロータ軸９０の一端には、インナーロータ１０のキー溝１２に嵌合するキー９１が設けられる。以上の構成より、膨張機１内に挿通されたロータ軸９０は、インナーロータ１０で得られた回転力を膨張機１の外部へ伝達可能となる。
【００２３】
次に、本発明の作用効果を発揮する主要な構成部品の構造や特徴について詳述する。アウターロータ２０は内歯２１を有する一方、インナーロータ１０は内歯２１と噛合する外歯１３を有する。これにより、内歯２１と外歯１３との間に作動流体が流通する内部空間（ロータ室）２が区画される。なお、ロータ１０，２０の構成自体は従来の構成と変更が無いため、図８（ａ）も適宜、参照されたい。また、ロータ軸９０は、上述のとおり、軸穴１１に挿通され、かつ、インナーロータ１０を回転可能に軸支する。ロータケーシング３０の内周面３１には、アウターロータ２０を回転可能に支持する軸受（図５では、ニードルベアリング）３２が設けられる。
【００２４】
従って、第１カバー４０と第２カバー５０とは、ロータ室２を挟んで軸方向にその一側と他側に設けられることになる。第１カバー４０は、製造上及び組立上の理由から、図２〜図５中の第１・第２部材４０ａ，４０ｂのように複数の部品で分割されていてもよい。第１カバー４０（具体的には第２部材４０ｂ）には、ロータ室２に向けて吸入・吐出ポート４２，４３が形成されている。吸入ポート４２は、第１カバー４０（第１部材４０ａ）の外周面に一端が開口した吸入通路４４から高圧の作動流体を受け入れてロータ室２へ供給する。作動流体はロータ室２を押し広げながらインナーロータ１０及びアウターロータ２０を回転させ、作動流体が有する運動エネルギーの一部を機械的な仕事に変換する。その後、作動流体はロータ室２から吐出ポート４３及び吐出通路４５を通り、第１カバー４０（第１部材４０ａ）の外周面に設けられた吐出通路４５の開口部から外部へ排出される。つまり、第１カバー４０は、吸入・吐出通路４４，４５や吸入・吐出ポート４２，４３が集中的に形成されたポート本体の役目を果たす。
【００２５】
本発明では、本発明の目的を達成するために、第２カバー５０に、これから述べる独創的な構造を採用していることに留意されたい。一方、従来の膨張機では、第２カバー５０は、単純な平板状を成し、ロータ室２の軸方向他側に蓋をする役割を果たすのみである（図８（ｂ）を参照）。
【００２６】
（第２カバーの構造）
次に、第２カバー５０の構造について詳しく説明する。
第２カバー５０は、図２及び図３に示すように、円柱状の固定部５１と、円板状の可動板５２と、含んでいることに留意されたい。固定部５１は、さらに、製造上及び組立上の理由から、図示の第１・第２固定部５３，５４のように複数の部品で分割されていてもよい。図示では、第１固定部５３は可動板５２を囲繞可能な開口部５３１を有したスリーブを成し、第２固定部５４は固体部本体を成す。なお、可動板５２は、後述するように、第２カバー５０の固定部５１に軸方向に移動可能に支持されるとともに、アウターロータ２０、インナーロータ１０、及びロータ室２の側面に対面するように保持される。
【００２７】
（可動板の構造）
可動板５２は、図５及び図６の（ａ）〜（ｅ）に示すように、比較的小さな直径及び比較的大きな厚みを有した板本体５２１と、比較的小さな外径及び比較的小さな厚みを有した外縁部５２２と、を有する。この可動板５２を囲繞可能な第１固定部（スリーブ）５３の開口部５３１は、図３に示すように、板本体５２１と外縁部５２２とを収容できるよう、これらの要素に対応した形状（つまり、比較的小さな内径と比較的大きな内径とを有した段差構造５３２）を成す。
【００２８】
可動板５２の外縁部５２２にはピン５２３を挿通する貫通穴５２４が設けられ、この貫通穴５２４の直径と位置に対応した窪み５３３がスリーブ５３の段差部５３２にも設けられ、窪み５３３の底にピン５２３の先端が突き当たる（図５を参照）。これにより、可動板５２は、スリーブ５３の開口部５３１の内周面上を軸方向に移動可能となる。また、図５及び図６（ｂ）に示すように、板本体５２１の外周面には円周に沿って溝５２５が設けられ、この溝５２５内にＯ−リング５２６が配置され、可動板５２とスリーブ５３との間の間隙からの気体（作動流体）の漏出を防ぐことができる。
【００２９】
可動板５２の板本体５２１は、図６（ｂ）〜（ｅ）に示すように、各ロータ１０，２０やロータ室２の側に配向された第１側面５２７と、第２固定部（固体部本体）５４の側に配向された第２側面５２８と、を備える。第２固定部５４には、収容室（図２では、固定部本体５４を貫通した中空円筒空間）５４１が設けられる。
【００３０】
（付勢装置の構造）
収容室５４１には、ロータ室２に向けて可動板５２を移動させる付勢装置５５が収容される。付勢装置５５は、例えば、図５の切り抜き部分に示すように、第１・第２摺動体５５１，５５２と、第１・第２摺動体５５１，５５２の間に設けられた付勢力発生部材（図示ではバネ体）５５３と、を少なくとも含む。付勢力発生部材５５３は、第１・第２摺動体５５１，５５２に夫々、摺動力（弾性力）を付与しながら、第１・第２摺動体５５１，５５２の間を所定距離だけ離間させるため、その離間距離に応じた中空空間（圧力室）５４２が形成されることになる。つまり、この実施例では、第２固定部５４の収容室５４１内に付勢装置５５と圧力室５４２とが設けられた構成を成す。なお、第２摺動体５５２は、取付ボルト５５４によって固定部本体５４に取り付け可能なカバーキャップ５５５内に収容されても良い。第１・第２摺動体５５１，５５２は、隣接部材と接する面にＯ−リングが適宜、配設されている。
【００３１】
（圧力室への高圧作動流体の導入）
可動板５２と第１摺動体５５１とには夫々、通気孔５２ｃ，５５１ｃが設けられる。これにより、ロータ室２と圧力室５４２とを連通し、ロータ室２内の作動流体を、通気孔５２ｃ，５５１ｃを通して圧力室５４２内に流入させること（言い換えれば、ロータ室２と圧力室５４２との間で作動流体を往来させること）ができる。
【００３２】
より好ましくは、第１摺動体５５１には突出部５５１ｐが設けられ、この突出部５５１ｐの内にも上記通気孔５５１ｃが形成されており、一方、可動板５２の通気孔５２ｃは第２側面５２８に開口した窪み５２９を含み、この窪み５２９に突出部５５１ｐが嵌め込まれる。これにより、ロータ室２内の作動流体は、可動板５２の通気孔５２ｃ、窪み５２９、第１摺動体５５１の通気孔５５１ｃの順で流れて行き、最終的に圧力室５４２に到達する。そして、圧力室５４２は収容室５４１の内周壁及び第２摺動体５５２によって閉じられているので、通気孔５５１ｃから圧力室５４２へ流入した作動流体は、通気孔５５１ｃ以外からは漏れ出すことはない。なお、図５中のハッチングは、吸入通路４４から吸入ポート４２及びロータ室２を経由して圧力室５４２に進入した作動流体を示す。
【００３３】
従って、圧力室５４２内の作動流体も高圧の状態となる。第１摺動体５５１の内側面（圧力室５４２に向いた側面）５５１ｉは、圧力室５４２内の作動流体の高圧により、可動板５２をロータ室２側に押し戻す方向に力を受けることになる。この効果を最大限発揮させる為に、上記内側面５５１ｉは可動板５２の側面５２７，５２８に平行であることが好ましい。
【００３４】
（カウンターポートの配設）
また、可動板５２の第１側面５２７（ロータ室２側）には、カウンターポート５６がさらに形成されていることが好ましい（図２及び図６を参照）。このカウンターポート５６は、第１カバー４０（４０ｂ）上に設けられた吸入ポート４２に対応した形状を有しかつ該吸入ポート４２に対向する位置に形成された第１ポート５６１と、吐出ポート４３に対応した形状を有しかつ該吐出ポート４３に対向する位置に形成された第２ポート５６２を有することがさらに好ましい。これにより、ロータ室２の両側で同様の作動流体収容空間が形成され、ロータ室２内で時々刻々と変動する圧力の均衡が保たれ易くなる。
【００３５】
なお、圧力室５４２は、第１カバー４０（４０ｂ）の吸入ポート４２位置付近に向かい合うように、第２カバー５０（５４）の中心から偏って（実施例では圧力室５４２の中心軸が第２カバー５０の中心軸に対して偏芯して）配置されていることが好ましい。これにより、可動板５２の望ましい位置でロータ室２を押し戻す力Ｆを発生させることができる。加えて、上述の通気孔５２ｃの一端（開口端）５２ｃ１が、図５並びに図６（ａ）及び（ｅ）に示すように、第１ポート５６１内に形成されていることがさらに好ましい。ロータ室２を介して吸入ポート４２に連結された第１ポート５６１内の作動流体は、吐出ポート４３に連結された第２ポート５６２の作動流体よりも圧力が高くなる。このように形成された通気孔５２ｃは、第１ポート５６１と圧力室５４２とを連通することになるため、圧力室５４２内の作動流体も極めて高圧となり、ひいては第１摺動体５５１が可動板５２を押し戻す力Ｆを最大限にする。
【００３６】
また、第１摺動体５５１の外周面５５１ｓや外側面５５１ｏには、Ｏ−リング５５７，５５８が収容された溝５５１ｇ１，５５１ｇ２が形成されていることが好ましい（図７参照）。これにより、通気孔５５１ｃ、可動板５２の窪み５２９、圧力室５４２内の作動流体が、収容室５４１の内壁と外周面５５１ｓとの隙間もしくは可動板５２と外側面５５１ｏとの隙間から漏れ出すことを防ぐことが可能となる。
【００３７】
（本発明の作用）
以上のような構成の付勢装置５５や圧力室５４２を設けることで、（１）機械的外力又は（２）流体に生じる圧力、或いは双方の力を発生させ、これらの力を利用してこの可動板５２をロータ室２（つまり第１カバー４０）側に押し戻す力Ｆを生ぜしめることができる（図５及び図８（ｄ）を参照）。
【００３８】
（双方向の力の相殺）
さらに、この押し戻す力Ｆを、ロータ室２内の作動流体が第２カバー５０側に向かって作用する力ｆと同等の力（又はこの力より若干大きな力）に調整自在にすることにより、双方の力Ｆ，ｆを相殺して、上述のクリアランスＧを略零にすることが可能となる。これにより、上述の力Ｆ，ｆが作用し合う可動板５２とロータ１０，２０との間には、作動流体による膜が形成され、その膜は微小な厚さであるために、作動流体がロータ側面から絶えず漏出するといった従来の問題は起こらない。言い換えれば、本発明の膨張機１は、このような力Ｆ，ｆのバランス状態を生成・保持することにより、第２カバー５０（の可動板５２）と、ロータ１０，２０との間で、ロータ室２からの作動流体の漏れを極力抑制することが可能となるため、優れた容積効率を有するようになる。
【００３９】
また、本発明の膨張機１は、付勢力や流体圧力を微調整できる調整部（後述の付勢力調整器具や流体圧力調整機構）を有することが好ましく、これにより上記押し戻す力Ｆの微調節が可能になる。具体的には、この調整部は、圧力室５４２内の作動流体が可動板５２を押し戻す力（又は、この押し戻す力と付勢装置５５の付勢力との総和）Ｆを、吸入ポート４２内の作動流体がロータ１０，２０（ロータ室２）を第２カバー５０側へ押す力ｆに等しいか又は若干大きくなるように調整できようになる。
【００４０】
（付勢力の微調整）
上記押し戻す力の調節のために、図５に示すように、付勢力発生部材５５３の付勢力（例えば、ばね力）を微調整しても良く、例えば、カバーキャップ５５５内に設けられた調整ボルト５５６等の付勢力調整器具を用いても良い。
【００４１】
（流体圧力の微調整）
また、可動板５２に向いた圧力室５４２の開口面積又は第１摺動体５５１の内側面の面積の大きさを微調整することでも、流体圧力が可動板５２に及ぼす力を変化させることができる。従って、これらの面積を変更できるような流体圧力調整機構（図示しないが、例えば、圧力室５４２内に開口面積が異なるよう入れ子状の追加部材や寸法の異なる第１摺動体５５１の設置）を採用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、上述したように、ロータ側面を介したロータ室からの作動流体の漏れによる損失を抑制した高効率の内接歯車型膨張機を提供することができるため、自動車のエンジン、工場や太陽熱などの排熱源から動力回収・発電を行う通常のランキンサイクルシステムや小型ランキンサイクルシステムのための膨張機として採用可能である。また、本発明の膨張機は高効率であり、本発明者らが既に提案したポンプレスランキン型サイクルシステムのための膨張機として採用することで、既提案のシステムを実用化することが可能である。従って、本発明の膨張機は、産業上の利用可能性が非常に高い。
【符号の説明】
【００４３】
１    内接歯車型膨張機
２    ロータ室
１０    インナーロータ
１１    インナーロータの軸穴
１３    インナーロータの外歯
２０    アウターロータ
２１    アウターロータの内歯
３０    ロータケーシング
３１    ロータケーシングの内周面
３２    軸受
４０    第１カバー（ポート本体）
４２    吸入ポート
４３    吐出ポート
５０    第２カバー
５１    固定部
５２    可動板
５２ｃ    通気孔
５５    付勢装置
５６    カウンターポート
９０    ロータ軸
５４２    圧力室
５５１    摺動体
５５３    付勢力発生部材
５６１    カウンターポートの第１ポート
５６２    カウンターポートの第２ポート
【図１】
2015229934.tif 000003
【図２】
2015229934.tif 000004
【図３】
2015229934.tif 000005
【図４】
2015229934.tif 000006
【図５】
2015229934.tif 000007
【図６】
2015229934.tif 000008
【図７】
2015229934.tif 000009
【図８】
2015229934.tif 000010