JP4735159B2 - 膨張機 - Google Patents

Description

本発明は、流体の膨張によって動力を発生させる膨張機に関するものである。

従来より、高圧流体の膨張により動力を発生させる膨張機には、ロータリ式膨張機などの容積型膨張機がある（例えば特許文献１参照）。この膨張機は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの膨張行程を行うために用いられている（例えば特許文献２参照）。

特許文献１に記載された膨張機は、揺動ピストン型のロータリ式流体機械で構成されたロータリ機構部を２つ備えている。この膨張機では、第１ロータリ機構部の押しのけ容積に比べて第２ロータリ機構部の押しのけ容積が大きくなっている。各ロータリ機構部では、シリンダ内がブレードによって高圧室と低圧室に仕切られる。この膨張機では、第１ロータリ機構部の低圧室と、第２ロータリ機構部の高圧室とを連通させることによって１つの膨張室が形成される。第１ロータリ機構部へ流入した冷媒は、第１ロータリ機構部から第２ロータリ機構部に亘って形成された膨張室内で膨張し、その後に第２ロータリ機構部から排出される。

この膨張機において、クランク軸が１回転する間に膨張機へ流入する高圧冷媒の体積は、第１ロータリ機構部の押しのけ容積と等しくなる。そして、第１ロータリ機構部の押しのけ容積が一定であるため、単位時間当たりに膨張機を通過する冷媒の体積流量は、クランク軸の回転速度が変化しない限り一定となる。
特開２００５−１０６０４６号公報 特開２００１−１１６３７１号公報

一般的な容積型の膨張機では、上記特許文献１の膨張機と同様に、単位時間当たりに膨張機を通過する冷媒の体積流量は、その膨張機の回転速度によって決まってしまう。ところが、圧縮機と膨張機が共に容積型の流体機械あって互いに１本の軸で連結されている場合がある。この場合、圧縮機を通過する冷媒の体積流量と膨張機を通過する冷媒の体積流量との比は、常に一定で変化しない。

一方、上記膨張機が用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクルでは、冷却対象の温度変化や放熱（加熱）対象の温度変化により該冷凍サイクルの高圧と低圧が変化する。そして、冷凍サイクルの高圧と低圧の比（圧力比）も変動し、それに伴って膨張機の吸入冷媒と排出冷媒の密度もそれぞれ変動する。このため、場合によっては圧縮機を通過する冷媒の質量流量に対して膨張機を通過する冷媒の質量流量が相対的に過小となることがあり、その結果、冷凍サイクルの高圧が高くなり過ぎてしまい、冷凍サイクルの高圧を適切な値に設定できずに冷凍サイクルの効率低下を招くおそれがある。

これに対し、上記特許文献２の装置では、膨張機と並列にバイパス通路（92）を設け、このバイパス通路（92）には流量制御弁を設けている。そして、膨張機を通過する冷媒の質量流量が相対的に過小となる運転条件では、膨張機へ送られてきた冷媒の一部をバイパス通路へ流し、膨張機とバイパス通路の両方で冷媒を流すようにしている。このように膨張機とバイパス通路の両方で冷媒を流せば、冷凍サイクルの高圧が上がり過ぎるのを回避できる。また、バイパス通路での冷媒流量を調節すれば、冷凍サイクルの高圧を調節することも可能となる。

ところが、膨張機をバイパスする通路を冷媒回路に別途設けることになると、冷媒回路の構造が複雑化し、配管同士の接合箇所が増えてしまう。このため、冷媒回路を製造する際の作業効率が低下し、また配管の接合箇所からの冷媒漏洩等のトラブルの危険が大きくなって信頼性の低下を招くおそれがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒回路に設けられた場合に冷凍サイクルの効率低下を回避可能であり、しかも冷媒回路の構造を簡素化できる膨張機を提供することにある。

第１,第２の各発明は、冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）に接続され、流体室（72,82,…）へ流入した高圧冷媒が膨張することにより動力を発生させる容積型の膨張機を対象とする。そして、膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を流入過程の流体室（73）に連通させるためのバイパス通路（92）と、上記バイパス通路（92）での冷媒流量を調節するための流量調節機構（100）とを備えるものである。

第１,第２の各発明において、膨張機（60）へ導入された高圧冷媒は、流入過程の流体室（73）へ導入され、膨張過程の流体室（66）内で膨張する。冷媒が膨張する過程では流体室（66）の容積が拡大し、それに伴って動力が発生する。膨張後の冷媒は、流出工程の流体室から膨張機（60）の外部へ排出されてゆく。

例えば、圧縮機の入口における冷媒密度と膨張機（60）の入口における冷媒密度の比が小さくなる運転条件において、何ら対策を講じなければ、圧縮機を通過する冷媒の質量流量に対して膨張機（60）を通過する冷媒の質量流量が相対的に過小となってしまう。

そこで、このような運転条件において、上記第１,第２の各発明の膨張機（60）では、流入過程の流体室（73）へ流入した冷媒の一部がバイパス通路（92）を通って膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）へ導入される。つまり、膨張機（60）へ導入された冷媒は、流入過程の流体室（73）だけでなく、バイパス通路（92）を通って膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）へも流入する。このため、膨張機（60）を通過する冷媒の流量は、流入過程の流体室（73）だけへ冷媒を導入する場合に比べて増加する。流量調節機構（100）は、膨張機（60）を通過する冷媒の流量が確保されるように、バイパス通路（92）を流れる冷媒の流量を調節する。また、バイパス通路（92）から膨張過程の流体室（66）へ冷媒を導入しなくても膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保できる運転条件では、流量調節機構（100）がバイパス通路（92）における冷媒流量をゼロにする。

第１の発明は、上記の構成に加えて、上記流入過程の流体室（73）に連通する補助室（94）と、該補助室（94）の容積を変更するための容積変更機構（20）とを備え、上記バイパス通路（92）は、上記補助室（94）に接続されており、該補助室（94）を介して上記膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を上記流入過程の流体室（73）に連通させるものである。

第１の発明では、高圧冷媒が流入過程の流体室（73）を通って補助室（94）へも流入することになる。容積変更機構（20）によって補助室（94）の変化させると、１回の流入行程で膨張機（60）へ流入する冷媒の体積が変化する。この発明の膨張機（60）では、補助室（94）の容積を増大させるか、バイパス通路（92）での冷媒流量を増やすことによって、膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保している。なお、補助室（94）へ冷媒を導入しなくても膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保できる運転条件では、容積変更機構（20）が補助室（94）の容積をゼロにしてもよい。

一方、第２の発明は、上記の構成に加えて、シリンダ（71,81）、該シリンダ（71,81）内で偏心回転するピストン（75,85）、及びシリンダ（71,81）内を高圧室と低圧室に仕切るブレードをそれぞれが有する第１ロータリ機構部（70）及び第２ロータリ機構部（80）と、第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）を連通させる連通路（64）とを備え、上記第２ロータリ機構部（80）の押しのけ容積が上記第１ロータリ機構部（70）の押しのけ容積よりも大きくなっており、上記第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）が流入過程の流体室を、上記第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と上記第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）が膨張過程の流体室を、上記第２ロータリ機構部（80）の低圧室（84）が流出過程の流体室をそれぞれ構成し、上記バイパス通路（92）は、上記第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）を上記第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）に連通させるものである。

第２の発明では、第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）が連通路（64）により接続されて膨張過程の流体室（66）を形成する。第２ロータリ機構部（80）は第１ロータリ機構部（70）よりも押しのけ容積が大きいため、第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）の冷媒は第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）へ流れ込む過程で膨張する。この発明において、第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）と第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）がバイパス通路（92）を介して連通可能となっている。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、流体室（72,82,…）は、流入過程の流体室である流入室（73）と、膨張過程の流体室である膨張室（66）と、流出過程の流体室である流出室（84）とに区画されるものである。

第３の発明では、流体室が流入室（73）と膨張室（66）と流出室（84）に仕切られた状態となる。つまり、流入室（73）と膨張室（66）と流出室（84）とによって流体室が構成される。膨張機（60）へ導入された冷媒は、流入室（73）へ流入し、膨張室（66）内で膨張し、流出室（84）から流出してゆく。

第４の発明は、上記第１，第２又は第３の発明において、上記容積変更機構（20）は、上記補助室（94）に嵌合するピストン部材（25）を備え、該ピストン部材（25）を移動させることによって上記補助室（94）の容積を変更するように構成されるものである。

第４の発明では、補助室（94）に嵌合するピストン部材（25）の位置を変化させると、それに伴って補助室（94）の容積が変化する。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記補助室（94）に開口する上記バイパス通路（92）の一端は、上記補助室（94）の容積が所定値に達するまでは上記ピストン部材（25）によって閉塞された状態となる位置に設けられる一方、上記ピストン部材（25）が上記流量調節機構（100）を兼ねており、上記バイパス通路（92）の一端が開口する状態では上記ピストン部材（25）の位置に応じて上記補助室（94）から上記バイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が調節されるものである。

第５の発明では、ピストン部材（25）の移動に伴って補助室（94）の容積が変化するが、この補助室（94）の容積が所定値以下のときにはピストン部材（25）によってバイパス通路（92）が塞がれた状態となる。そして、ピストン部材（25）が更に移動して補助室（94）の容積が所定値を超えると、バイパス通路（92）の一端が補助室（94）に開口し、バイパス通路（92）へ冷媒が流入し始める。つまり、この発明の膨張機（60）では、補助室（94）の容積を調節することによって膨張機（60）を通過する冷媒の流量の確保が図られ、補助室（94）の容積調節では必要な冷媒流量を確保できない場合にバイパス通路（92）への冷媒の導入が開始される。バイパス通路（92）へ冷媒が流入し始めた後は、ピストン部材（25）の位置を変更することによってバイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が調節される。

第６の発明は、上記第１の発明において、固定スクロール（210）と可動スクロール（220）とを備えてスクロール流体機械を構成しており、上記固定スクロール（210）の固定ラップ（211）と上記可動スクロール（220）の可動ラップ（221）が互いに噛みあって流体室（230）を形成しているものである。

第６の発明では、固定スクロール（210）と可動スクロール（220）によって流体室（230）が形成される。膨張過程の流体室（230）内で冷媒が膨張すると、それに伴って可動スクロール（220）が公転して動力が発生する。

本発明によれば、バイパス通路（92）を通じて流入過程の流体室（73）から膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）へ冷媒を導入することによって膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保できる。しかも、膨張機（60）の内部にバイパス通路（92）や流量調節機構（100）を設けているため、冷媒回路（11）の構造が複雑化するのを回避できる。従って、本発明によれば、膨張機（60）を通過する冷媒の流量の不足に起因する冷凍サイクルの効率低下を防止できると同時に、冷媒回路（11）の構造が複雑化するのを回避することができる。

また、本発明において、バイパス通路（92）を通じて流入過程の流体室（73）から膨張過程の流体室（66）へ冷媒を導入した場合には、１回の流入行程で膨張機（60）へ流入する冷媒の体積を増やすことができると同時に、バイパス通路（92）を通って膨張過程の流体室（66）へ流入した冷媒からも動力を回収できる。従って、本発明によれば、膨張機（60）で冷媒から回収される動力を増大させることができ、膨張機（60）が設けられた冷媒回路（11）での冷凍サイクルの効率を一層向上させることができる。

上記第１の発明では、高圧冷媒を補助室（94）へも導入することによって、膨張機（60）を通過する冷媒の流量を確保できる。この第１の発明では、補助室（94）へ流入した高圧冷媒も膨張するため、この補助室（94）内の高圧冷媒からも動力を回収できる。従って、第１の発明によれば、膨張機（60）での冷媒流量不足に起因する冷凍サイクルの効率低下を回避できると同時に補助室（94）内の冷媒からも動力を回収でき、膨張機（60）が設けられた冷媒回路（11）での冷凍サイクルの効率を一層向上させることができる。

上記第４の発明によれば、ピストン部材（25）を移動させるだけで補助室（94）の容積を変化させることができ、容積変更機構（20）の構成を簡素化できる。

上記第５の発明では、先ずは補助室（94）の容積を調節することによって膨張機（60）での通過冷媒量の確保を測り、補助室（94）の容積調節では膨張機（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合にバイパス通路（92）への冷媒の導入を開始している。

ここで、上述したように、補助室（94）の容積調節によって膨張機（60）での通過冷媒量を確保する際には、補助室（94）へ流入した高圧冷媒からも動力を回収できる。このため、膨張機（60）での通過冷媒量の確保は、補助室（94）の容積調節によって行うのが望ましい。ところが、膨張機（60）の構造上の制約から補助室（94）の大きさには限度があり、補助室（94）の容積調節だけでは膨張機（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合もある。

これに対し、上記第５の発明では、補助室（94）の容積調節による膨張機（60）での通過冷媒量の確保を優先的に行い、それでは膨張機（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合にだけバイパス通路（92）へ冷媒を流すようにしている。従って、この発明によれば、冷凍サイクルの条件に拘わらず膨張機（60）での通過冷媒量を確保できると同時に、できるだけ多くの動力を膨張機（60）で回収して冷凍サイクルの効率向上を図ることができる。

上記第２の発明によれば、２つのロータリ機構部を備える容積型の膨張機（60）にバイパス通路（92）を設けることで、膨張機（60）での通過冷媒量を確保することができる。

上記第６の発明によれば、スクロール型流体機械により構成された容積型の膨張機（60）にバイパス通路（92）を設けることで、膨張機（60）での通過冷媒量を確保することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態は、本発明に係る膨張機である膨張機構（60）を備えた空調機（10）である。

〈空調機の全体構成〉
図１に示すように、本実施形態の空調機（10）は、冷媒回路（11）を備えている。この冷媒回路（11）には、圧縮・膨張ユニット（30）と、室外熱交換器（14）と、室内熱交換器（15）と、第１四路切換弁（12）と、第２四路切換弁（13）とが接続されている。また、この冷媒回路（11）には、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ_２）が充填されている。

上記圧縮・膨張ユニット（30）は、縦長円筒形の密閉容器状に形成されたケーシング（31）を備えている。このケーシング（31）内には、圧縮機構（50）と、膨張機構（60）と、電動機（45）とが収納されている。この膨張機構（60）は、本発明に係る容積型膨張機である。ケーシング（31）内では、圧縮機構（50）と電動機（45）と膨張機構（60）とが下から上へ向かって順に配置されている。圧縮・膨張ユニット（30）の詳細については後述する。

上記冷媒回路（11）において、圧縮機構（50）は、その吐出側が第１四路切換弁（12）の第１のポートに、その吸入側が第１四路切換弁（12）の第４のポートにそれぞれ接続されている。一方、膨張機構（60）は、その流出側が第２四路切換弁（13）の第１のポートに、その流入側が第２四路切換弁（13）の第４のポートにそれぞれ接続されている。

また、上記冷媒回路（11）において、室外熱交換器（14）は、その一端が第２四路切換弁（13）の第２のポートに、その他端が第１四路切換弁（12）の第３のポートにそれぞれ接続されている。一方、室内熱交換器（15）は、その一端が第１四路切換弁（12）の第２のポートに、その他端が第２四路切換弁（13）の第３のポートにそれぞれ接続されている。

上記第１四路切換弁（12）と第２四路切換弁（13）は、それぞれ、第１のポートと第２のポートとが連通し且つ第３のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートと第３のポートとが連通し且つ第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。

〈圧縮・膨張ユニットの構成〉
図２に示すように、圧縮・膨張ユニット（30）は、縦長で円筒形の密閉容器であるケーシング（31）を備えている。このケーシング（31）の内部には、下から上に向かって順に、圧縮機構（50）と、電動機（45）と、膨張機構（60）とが配置されている。

上記ケーシング（31）には、吐出管（36）が取り付けられている。この吐出管（36）は、電動機（45）と膨張機構（60）の間に配置され、ケーシング（31）の内部空間に連通している。

上記電動機（45）は、ケーシング（31）の長手方向の中央部に配置されている。この電動機（45）は、ステータ（46）とロータ（47）とにより構成されている。ステータ（46）は、上記ケーシング（31）に固定されている。ロータ（47）は、ステータ（46）の内側に配置されている。また、ロータ（47）には、該ロータ（47）と同軸にシャフト（40）の主軸部（44）が貫通している。

上記シャフト（40）の下端側には、２つの下側偏心部（58,59）が形成されている。これら２つの下側偏心部（58,59）は、主軸部（44）よりも大径に形成されており、下側のものが第１下側偏心部（58）を、上側のものが第２下側偏心部（59）をそれぞれ構成している。第１下側偏心部（58）と第２下側偏心部（59）とでは、主軸部（44）の軸心に対する偏心方向が逆になっている。

上記シャフト（40）では、その上端側にも２つの大径偏心部（41,42）が形成されている。これら２つの大径偏心部（41,42）は、主軸部（44）よりも大径に形成されており、下側のものが第１大径偏心部（41）を構成し、上側のものが第２大径偏心部（42）を構成している。第１大径偏心部（41）と第２大径偏心部（42）とは、何れも同じ方向へ偏心している。第２大径偏心部（42）の外径は、第１大径偏心部（41）の外径よりも大きくなっている。また、主軸部（44）の軸心に対する偏心量は、第２大径偏心部（42）の方が第１大径偏心部（41）よりも大きくなっている。また、主軸部（44）の軸心方向の長さ、即ち厚さも、第２大径偏心部（42）の方が第１大径偏心部（41）よりも大きくなっている。

圧縮機構（50）は、揺動ピストン型のロータリ圧縮機を構成している。この圧縮機構（50）は、シリンダ（51,52）とピストン（57）を２つずつ備えている。圧縮機構（50）では、下から上へ向かって順に、リアヘッド（55）と、第１シリンダ（51）と、中間プレート（56）と、第２シリンダ（52）と、フロントヘッド（54）とが積層された状態となっている。

第１及び第２シリンダ（51,52）の内部には、円筒状のピストン（57）が１つずつ配置されている。図示しないが、ピストン（57）の側面には平板状のブレードが突設されており、このブレードは揺動ブッシュを介してシリンダ（51,52）に支持されている。第１シリンダ（51）内のピストン（57）は、シャフト（40）の第１下側偏心部（58）と係合する。一方、第２シリンダ（52）内のピストン（57）は、シャフト（40）の第２下側偏心部（59）と係合する。各ピストン（57,57）は、その内周面が下側偏心部（58,59）の外周面と摺接し、その外周面がシリンダ（51,52）の内周面と摺接する。そして、ピストン（57,57）の外周面とシリンダ（51,52）の内周面との間に圧縮室（53）が形成される。

第１及び第２シリンダ（51,52）には、それぞれ吸入ポート（33）が１つずつ形成されている。各吸入ポート（33）は、シリンダ（51,52）を半径方向に貫通し、その終端がシリンダ（51,52）の内周面に開口している。また、各吸入ポート（33）は、配管によってケーシング（31）の外部へ延長されている。

フロントヘッド（54）及びリアヘッド（55）には、それぞれ吐出ポートが１つずつ形成されている。フロントヘッド（54）の吐出ポートは、第２シリンダ（52）内の圧縮室（53）をケーシング（31）の内部空間と連通させる。リアヘッド（55）の吐出ポートは、第１シリンダ（51）内の圧縮室（53）をケーシング（31）の内部空間と連通させる。また、各吐出ポートは、その終端にリード弁からなる吐出弁が設けられており、この吐出弁によって開閉される。尚、図３において、吐出ポート及び吐出弁の図示は省略する。そして、圧縮機構（50）からケーシング（31）の内部空間へ吐出されたガス冷媒は、吐出管（36）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から送り出される。

図３にも示すように、上記膨張機構（60）は、いわゆる揺動ピストン型のロータリ膨張機を構成している。この膨張機構（60）には、対になったシリンダ（71,81）及びピストン（75,85）が二組設けられている。また、膨張機構（60）には、フロントヘッド（61）と、中間プレート（63）と、リアヘッド（62）とが設けられている。

上記膨張機構（60）では、下から上へ向かって順に、フロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）、リアヘッド（62）が積層された状態となっている。この状態において、第１シリンダ（71）は、その下側端面がフロントヘッド（61）により閉塞され、その上側端面が中間プレート（63）により閉塞されている。一方、第２シリンダ（81）は、その下側端面が中間プレート（63）により閉塞され、その上側端面がリアヘッド（62）により閉塞されている。また、第２シリンダ（81）は、その内径が第１シリンダ（71）の内径よりも大きく、その高さが第１シリンダ（71）よりも低くなっている。

上記シャフト（40）は、積層された状態のフロントヘッド（61）、第１シリンダ（71）、中間プレート（63）、第２シリンダ（81）、及びリアヘッド（62）を貫通している。また、シャフト（40）は、その第１大径偏心部（41）が第１シリンダ（71）内に位置し、その第２大径偏心部（42）が第２シリンダ（81）内に位置している。

図４及び図５に示すように、第１シリンダ（71）内には第１ピストン（75）が、第２シリンダ（81）内には第２ピストン（85）がそれぞれ設けられている。第１及び第２ピストン（75,85）は、何れも円環状あるいは円筒状に形成されている。第１ピストン（75）には第１大径偏心部（41）が、第２ピストン（85）には第２大径偏心部（42）がそれぞれ貫通している。第１ピストン（75）の内周面は第１大径偏心部（41）の外周面と摺接し、第２ピストン（85）の内周面は第２大径偏心部（42）と摺接する。

上記第１ピストン（75）は、その外周面が第１シリンダ（71）の内周面に、一方の端面がフロントヘッド（61）に、他方の端面が中間プレート（63）にそれぞれ摺接している。第１シリンダ（71）内には、その内周面と第１ピストン（75）の外周面との間に第１流体室（72）が形成される。一方、上記第２ピストン（85）は、その外周面が第２シリンダ（81）の内周面に、一方の端面がリアヘッド（62）に、他方の端面が中間プレート（63）にそれぞれ摺接している。第２シリンダ（81）内には、その内周面と第２ピストン（85）の外周面との間に第２流体室（82）が形成される。

上記第１及び第２ピストン（75,85）のそれぞれには、ブレード（76,86）が１つずつ一体に設けられている。ブレード（76,86）は、ピストン（75,85）の半径方向へ延びる板状に形成されており、ピストン（75,85）の外周面から外側へ突出している。

上記各シリンダ（71,81）には、一対のブッシュ（77,87）が一組ずつ設けられている。各ブッシュ（77,87）は、内側面が平面となって外側面が円弧面となるように形成された小片である。一対のブッシュ（77,87）は、ブレード（76,86）を挟み込んだ状態で設置されている。各ブッシュ（77,87）は、その内側面がブレード（76,86）と、その外側面がシリンダ（71,81）と摺動する。そして、ピストン（75,85）と一体のブレード（76,86）は、ブッシュ（77,87）を介してシリンダ（71,81）に支持され、シリンダ（71,81）に対して回動自在で且つ進退自在となっている。

第１シリンダ（71）内の第１流体室（72）は、第１ピストン（75）と一体の第１ブレード（76）によって仕切られており、図４における第１ブレード（76）の左側が高圧側の第１高圧室（73）となり、その右側が低圧側の第１低圧室（74）となっている。第２シリンダ（81）内の第２流体室（82）は、第２ピストン（85）と一体の第２ブレード（86）によって仕切られており、図４における第２ブレード（86）の左側が高圧側の第２高圧室（83）となり、その右側が低圧側の第２低圧室（84）となっている。

上記第１シリンダ（71）と第２シリンダ（81）とは、それぞれの周方向におけるブッシュ（77,87）の位置が一致する姿勢で配置されている。言い換えると、第２シリンダ（81）の第１シリンダ（71）に対する配置角度が０°となっている。上述のように、第１大径偏心部（41）と第２大径偏心部（42）とは、主軸部（44）の軸心に対して同じ方向へ偏心している。従って、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退いた状態になるのと同時に、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退いた状態になる。

上記第１シリンダ（71）には、流入ポート（34）が形成されている。流入ポート（34）は、第１シリンダ（71）の内周面のうち、図４におけるブッシュ（77）のやや左側の箇所に開口している。流入ポート（34）は、第１高圧室（73）（即ち第１流体室（72）の高圧側）と連通可能となっている。この第１高圧室（73）は、流入過程の流体室である流入室を構成している。

上記第２シリンダ（81）には、流出ポート（35）が形成されている。流出ポート（35）は、第２シリンダ（81）の内周面のうち、図４おけるブッシュ（87）のやや右側の箇所に開口している。流出ポート（35）は、第２低圧室（84）（即ち第２流体室（82）の低圧側）と連通可能となっている。この第２低圧室（84）は、流出過程の流体室である流出室を構成している。

上記中間プレート（63）には、連通路（64）が形成されている。この連通路（64）は、中間プレート（63）を厚み方向へ貫通している。中間プレート（63）の第１シリンダ（71）側の面では、図４における第１ブレード（76）の右側の箇所に連通路（64）の一端が開口している。中間プレート（63）の第２シリンダ（81）側の面では、図４における第２ブレード（86）の左側の箇所に連通路（64）の他端が開口している。そして、連通路（64）は、第１低圧室（74）（即ち第１流体室（72）の低圧側）と第２高圧室（83）（即ち第２流体室（82）の高圧側）とを互いに連通させている。

上述のように、上記膨張機構（60）では、第１ブレード（76）が第１シリンダ（71）の外側へ最も退くタイミングと、第２ブレード（86）が第２シリンダ（81）の外側へ最も退くタイミングとが同期している。つまり、第１ロータリ機構部（70）において第１低圧室（74）の容積が減少してゆく過程と、第２ロータリ機構部（80）において第２高圧室（83）の容積が増加してゆく過程とが同期している。また、上述のように、第１ロータリ機構部（70）の第１低圧室（74）と、第２ロータリ機構部（80）の第２高圧室（83）とは、連通路（64）を介して互いに連通している。そして、連通路（64）を介して連通する第１低圧室（74）と第２高圧室（83）は、膨張過程の流体室である膨張室（66）を構成する。

図３及び図４に示すように、中間プレート（63）には、円筒穴（93）と補助通路（91）とバイパス通路（92）とが形成されている。また、圧縮・膨張ユニット（30）には、容積変更機構（20）が設けられている。なお、図４では、円筒穴（93）、補助通路（91）、バイパス通路（92）、及び容積変更機構（20）が模式的に図示されている。

円筒穴（93）は、中間プレート（63）の半径方向へ延びる円形断面の穴であって、中間プレート（63）の外周面に開口している。

上記補助通路（91）は、その一端が中間プレート（63）の下面に開口し、その他端が円筒穴（93）の側壁に開口している。中間プレート（63）の下面において、補助通路（91）の一端は、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から第１ピストン（75）の公転方向（図４における反時計方向）へ２２５°だけ進んだ位置に開口している。また、円筒穴（93）の側壁において、補助通路（91）の他端は、円筒穴（93）の底面（図３における左端面）の近傍に開口している。

上記バイパス通路（92）は、その一端が円筒穴（93）の側壁に開口し、その他端が中間プレート（63）の上面に開口している。円筒穴（93）の側壁において、バイパス通路（92）の一端は、円筒穴（93）の底面から中間プレート（63）の外周側へ所定距離だけ離れた位置に開口している。また、中間プレート（63）の上面において、バイパス通路（92）の他端は、第２シリンダ（81）の内周面に沿って第２ブレード（86）の位置から第２ピストン（85）の公転方向（図４における反時計方向）へ４５°だけ進んだ位置に開口している。

上記容積変更機構（20）は、往復ピストン（25）と駆動ロッド（21）とステッピングモータ（22）とを備えている。ピストン部材である往復ピストン（25）は、円柱状に形成されており、中間プレート（63）の円筒穴（93）に挿入されている。往復ピストン（25）の外径は、円筒穴（93）の内径と概ね等しくなっている。往復ピストン（25）が挿入された円筒穴（93）では、円筒穴（93）の底面と往復ピストン（25）の先端面（図３における左端面）との間の空間が補助室（94）となっている。往復ピストン（25）には、駆動ロッド（21）の一端が係合している。この駆動ロッド（21）の他端は、ケーシング（31）の外部へ延びており、ケーシング（31）の側面に取り付けられたステッピングモータ（22）に連結されている。

上記容積変更機構（20）において、ステッピングモータ（22）で駆動ロッド（21）を回転させると、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の軸方向へ移動する。往復ピストン（25）の位置が変化すると、それに伴って補助室（94）の容積が変化する。

また、往復ピストン（25）の位置が変化すると、それに伴って円筒穴（93）の内壁におけるバイパス通路（92）の開口面積が変化し、バイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が変化する。つまり、上記容積変更機構（20）は、バイパス通路（92）における冷媒流量を調節する流量調節機構（100）を兼ねている。

具体的に、円筒穴（93）における補助通路（91）の開口位置とバイパス通路（92）の開口位置との間に往復ピストン（25）の先端（図３における左端）が位置している状態では、バイパス通路（92）が往復ピストン（25）の側面によって塞がれる。この状態では、補助室（94）が補助通路（91）だけに連通し、バイパス通路（92）は補助通路（91）と連通しない。往復ピストン（25）が図３における右側へ更に移動すると、やがて、円筒穴（93）におけるバイパス通路（92）の開口位置よりも往復ピストン（25）の先端が退いた状態となる。この状態では、補助室（94）が補助通路（91）とバイパス通路（92）の両方に連通し、バイパス通路（92）は補助室（94）を介して補助通路（91）と連通する。

以上のように構成された本実施形態の膨張機構（60）では、第１シリンダ（71）と、そこに設けられたブッシュ（77）と、第１ピストン（75）と、第１ブレード（76）とが第１ロータリ機構部（70）を構成している。また、第２シリンダ（81）と、そこに設けられたブッシュ（87）と、第２ピストン（85）と、第２ブレード（86）とが第２ロータリ機構部（80）を構成している。

−運転動作−
上記空調機（10）の動作について説明する。ここでは、空調機（10）の冷房運転時及び暖房運転時の動作について説明し、続いて膨張機構（60）の動作について説明する。

〈冷房運転〉
冷房運転時には、第１四路切換弁（12）及び第２四路切換弁（13）が図１に破線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット（30）の電動機（45）に通電すると、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

圧縮機構（50）で圧縮された冷媒は、吐出管（23）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から吐出される。この状態で、冷媒の圧力は、その臨界圧力よりも高くなっている。この吐出冷媒は、室外熱交換器（14）へ送られて室外空気へ放熱する。室外熱交換器（14）で放熱した高圧冷媒は、流入管を通って膨張機構（60）へ流入する。膨張機構（60）では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒から動力が回収される。膨張後の低圧冷媒は、流出管を通って室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気から吸熱して蒸発し、室内空気が冷却される。室内熱交換器（15）から出た低圧ガス冷媒は、吸入管を通って圧縮機構（50）へ吸入される。圧縮機構（50）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。

〈暖房運転〉
暖房運転時には、第１四路切換弁（12）及び第２四路切換弁（13）が図１に実線で示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮・膨張ユニット（30）の電動機（45）に通電すると、冷媒回路（11）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

圧縮機構（50）で圧縮された冷媒は、吐出管（23）を通って圧縮・膨張ユニット（30）から吐出される。この状態で、冷媒の圧力は、その臨界圧力よりも高くなっている。この吐出冷媒は、室内熱交換器（15）へ送られる。室内熱交換器（15）では、流入した冷媒が室内空気へ放熱し、室内空気が加熱される。室内熱交換器（15）で放熱した冷媒は、流入管を通って膨張機構（60）へ流入する。膨張機構（60）では、高圧冷媒が膨張し、この高圧冷媒から動力が回収される。膨張後の低圧冷媒は、流出管を通って室外熱交換器（14）へ送られ、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（14）から出た低圧ガス冷媒は、吸入管を通っての圧縮機構（50）へ吸入される。圧縮機構（50）は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。

〈膨張機構部の動作〉
膨張機構（60）の動作について説明する。

先ず、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の最も奥に位置していて補助室（94）の容積がゼロになっている状態での膨張機構（60）の動作について、図５を参照しながら説明する。

第１ロータリ機構部（70）の第１高圧室（73）へ超臨界状態の高圧冷媒が流入する過程について説明する。回転角が０°の状態からシャフト（40）が僅かに回転すると、第１ピストン（75）と第１シリンダ（71）の接触位置が流入ポート（34）の開口部を通過し、流入ポート（34）から第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなるにつれて、第１高圧室（73）へ高圧冷媒が流入してゆく。この第１高圧室（73）への高圧冷媒の流入は、シャフト（40）の回転角が３６０°に達するまで続く。

膨張機構（60）において冷媒が膨張する過程について説明する。回転角が０°の状態からシャフト（40）が僅かに回転すると、第１低圧室（74）と第２高圧室（83）が連通路（64）を介して互いに連通し、第１低圧室（74）から第２高圧室（83）へと冷媒が流入し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなるにつれ、第１低圧室（74）の容積が次第に減少すると同時に第２高圧室（83）の容積が次第に増加し、結果として膨張室（66）の容積が次第に増加してゆく。この膨張室（66）の容積増加は、シャフト（40）の回転角が３６０°に達する直前まで続く。そして、膨張室（66）の容積が増加する過程で膨張室（66）内の冷媒が膨張し、この冷媒の膨張によってシャフト（40）が回転駆動される。このように、第１低圧室（74）内の冷媒は、連通路（64）を通って第２高圧室（83）へ膨張しながら流入してゆく。

第２ロータリ機構部（80）の第２低圧室（84）から冷媒が流出してゆく過程について説明する。第２低圧室（84）は、シャフト（40）の回転角が０°の時点から流出ポート（35）に連通し始める。つまり、第２低圧室（84）から流出ポート（35）へと冷媒が流出し始める。その後、シャフト（40）の回転角が９０°,１８０°,２７０°と次第に大きくなってゆき、その回転角が３６０°に達するまでの間に亘って、第２低圧室（84）から膨張後の低圧冷媒が流出してゆく。

図５に示す補助室（94）の容積がゼロの状態において、シャフト（40）が１回転する間に膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積は、シャフト（40）の回転角が０°の時点における第１流体室（72）の容積となる。この状態において、膨張機構（60）を通過できる冷媒量が圧縮機構（50）から吐出された冷媒量に対して相対的に過少となり、冷凍サイクルの高圧が目標値を上回ってしまう場合は、シャフト（40）が１回転する間に膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積を増やす必要がある。

そこで、このような場合は、図６に示すように往復ピストン（25）を円筒穴（93）の奥から引き出し、補助室（94）の容積を拡大させる。本実施形態の膨張機構（60）では、シャフト（40）の回転角が約２２５°に達した時点から補助室（94）が第１高圧室（73）に連通し始める。そして、その後にシャフト（40）の回転角が３６０°に達するまでの間は、流入ポート（34）の高圧冷媒が第１高圧室（73）と補助室（94）の両方へ流入する。従って、シャフト（40）が１回転する間に膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積は、シャフト（40）の回転角が０°の時点における第１流体室（72）の容積に補助室（94）の容積を加えた値となる。

補助室（94）の容積は、円筒穴（93）におけるバイパス通路（92）の開口位置の直前に往復ピストン（25）の先端が位置するときに最大となる。そして、運転条件によっては、補助室（94）の容積を最大にしても膨張機構（60）を通過する冷媒流量が依然として不足する場合もある。

そこで、このような場合は、図７に示すように往復ピストン（25）を更に移動させ、バイパス通路（92）を補助室（94）と連通させる。本実施形態の膨張機構（60）では、シャフト（40）の回転角が約２２５°に達すると、補助通路（91）と補助室（94）とバイパス通路（92）を介して第１高圧室（73）が第２高圧室（83）と連通する。そして、膨張機構（60）へ流入した高圧冷媒の一部は、第１高圧室（73）から補助通路（91）と補助室（94）とバイパス通路（92）とを順に通って第２高圧室（83）へ流入する。つまり、この場合には、膨張室（66）を構成する第２高圧室（83）へも高圧冷媒が流入することになる。第２高圧室（83）への高圧冷媒の流入は、シャフト（40）の回転角が３６０°に達する直前まで続く。

このように、本実施形態の膨張機構（60）は、先ず補助室（94）の容積を調節することによって膨張機構（60）を通過する冷媒流量の確保を図り、それだけでは膨張機構（60）を通過する冷媒流量が不足するときには、膨張途中の膨張室（66）へ高圧冷媒を導入することによって膨張機構（60）を通過する冷媒流量を増大させている。

−補助通路とバイパス通路の開口位置−
本実施形態の膨張機構（60）は、通常は補助室（94）の容積調節によって膨張機構（60）を通過する冷媒流量を確保し、それだけでは膨張機構（60）を通過する冷媒流量が不足する特殊な運転条件のときにバイパス通路（92）を利用するように設計されている。このように設計された膨張機構（60）において、補助通路（91）やバイパス通路（92）の開口位置は、次のような位置に設定するのが望ましい。

具体的に、上記膨張機構（60）では、補助通路（91）の入口端が、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から第１ピストン（75）の公転方向（図４における反時計方向）に２２５°だけ進んだ位置に開口している。そして、この補助通路（91）の入口端の位置は、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から第１ピストン（75）の公転方向へ測った角度が９０°以上２７０°以下となる位置であるのが望ましく、特に当該角度が１５０℃以上２４０°以下となる位置であるのが望ましい。

また、上記膨張機構（60）では、バイパス通路（92）の出口端が、第２シリンダ（81）の内周面に沿って第２ブレード（86）の位置から第２ピストン（85）の公転方向（図４における反時計方向）へ４５°だけ進んだ位置に開口している。そして、このバイパス通路（92）の出口端の開口位置は、第２シリンダ（81）の内周面に沿っていて第２ブレード（86）に出来るだけ近い位置であるのが望ましい。

−実施形態１の効果−
本実施形態では、バイパス通路（92）を通じて流入過程の第１高圧室（73）から膨張過程の第２高圧室（83）へ高圧冷媒を導入しており、
第１低圧室（74）や第２高圧室（83）などで構成された膨張室（66）へも高圧冷媒を流入させることによって、１回の流入行程で膨張機構（60）へ流入する冷媒量を増やすことができる。従って、本実施形態によれば、膨張機構（60）を通過する冷媒流量が不足するのを回避でき、冷媒回路（11）で行われる冷凍サイクルの高圧を適切な値に設定できるため、冷凍サイクルの効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、膨張機構（60）の内部にバイパス通路（92）や流量調節機構（100）を設けている。このため、膨張機構（60）の外部にバイパス用の配管を設置する場合のように配管の接合箇所が増えることはなく、冷媒回路（11）の構造が複雑化するのを回避できる。従って、本実施形態によれば、膨張機構（60）での通過冷媒量の不足に起因する冷凍サイクルの効率低下を防止できると同時に、冷媒回路（11）の構造が複雑化するのを回避することができる。

また、本実施形態の膨張機構（60）では、先ず補助室（94）の容積を調節することによって膨張機構（60）での通過冷媒量の確保を図り、補助室（94）の容積調節では膨張機構（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合にバイパス通路（92）への冷媒の導入を開始している。

ここで、上述したように、補助室（94）の容積調節によって膨張機構（60）での通過冷媒量を確保する際には、補助室（94）へ流入した高圧冷媒も膨張するため、補助室（94）へ流入した高圧冷媒からも動力を回収できる。このため、膨張機構（60）での通過冷媒量を確保は、補助室（94）の容積調節によって行うのが望ましい。ところが、膨張機構（60）の構造上の制約から補助室（94）の大きさには限度があり、補助室（94）の容積調節だけでは過膨張を回避しきれない場合もある。

これに対し、本実施形態では、補助室（94）の容積調節による膨張機構（60）での通過冷媒量の確保を優先的に行い、それでは膨張機構（60）での通過冷媒量を確保しきれない場合にだけバイパス通路（92）へ冷媒を流すようにしている。従って、本実施形態によれば、冷凍サイクルの条件に拘わらず膨張機構（60）での通過冷媒量を確保できると同時に、できるだけ多くの動力を膨張機構（60）で回収して冷凍サイクルの効率向上を図ることができる。

−実施形態１の変形例−
空調機（10）の使用状態によっては、補助室（94）の容積調節だけによって膨張機構（60）での通過冷媒量を確保できるケースが少なく、むしろバイパス通路（92）を用いなければ膨張機構（60）での通過冷媒量を確保できないケースが多い場合もある。このような場合は、バイパス通路（92）を用いて膨張機構（60）での通過冷媒量を確保する際における回収動力の減少が出来るだけ少なくなるように膨張機構（60）を設計する必要がある。このように設計された膨張機構（60）において、補助通路（91）やバイパス通路（92）の開口位置は、次のような位置に設定するのが望ましい。

具体的に、補助通路（91）の入口端は、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から第１ピストン（75）の公転方向（図８における反時計方向）に０°以上１３５°以下だけ進んだ位置に開口させるのが望ましい。ここで、補助室（94）へ流入した高圧冷媒から回収できる動力は、補助通路（91）の入口端が第１ブレード（76）の位置から離れるにつれて大きくなる。ところが、バイパス通路（92）を通じて第２高圧室（83）へ導入される高圧冷媒から回収できる動力は、補助通路（91）の入口端が第１ブレード（76）の位置から離れるにつれて小さくなる。このため、補助通路（91）の入口端は、上記のような位置に開口させるのが望ましい。

一方、バイパス通路（92）の出口端は、第２シリンダ（81）の内周面に沿って第２ブレード（86）の位置から測った角度が、第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から補助通路（91）の入口端まで測った角度よりも大きくなるような位置に開口させる必要がある。バイパス通路（92）を通じて第２高圧室（83）へ導入される高圧冷媒から回収できる動力は、これら２つの角度の差が小さいほど大きくなる。

図８に示す膨張機構（60）では、補助通路（91）の入口端が第１シリンダ（71）の内周面に沿って第１ブレード（76）の位置から同図の左回りに４５°だけ進んだ位置に開口し、バイパス通路（92）の出口端が第２シリンダ（81）の内周面に沿って第２ブレード（86）の位置から第２ピストン（85）の公転方向（図８における反時計方向）へ２２５°だけ進んだ位置に開口している。この膨張室（66）では、シャフト（40）の回転角が４５°から２２５°に至るまでの間は、補助通路（91）と補助室（94）とバイパス通路（92）を介して第１高圧室（73）と第２低圧室（84）が連通状態となる。この間は、高圧冷媒が第１高圧室（73）からバイパス通路（92）を通って第２低圧室（84）へ流れ込むため、バイパス通路（92）を流れる冷媒からの動力回収はできないものの、膨張機構（60）を通過する冷媒の流量が大幅に増大する。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において容積変更機構（20）の構成を変更したものである。

本実施形態の容積変更機構（20）は、往復ピストン（25）を冷媒の圧力によって駆動するように構成されている。ここでは、本実施形態の容積変更機構（20）について説明する。なお、本実施形態の容積変更機構（20）は、上記実施形態１のものと同様に流量調節機構（100）を兼ねている。

図９に示すように、往復ピストン（25）は、中間プレート（63）の円筒穴（93）に挿入されている。この往復ピストン（25）では、その一端から他端へ向かって順に、先端部（26）と細径部（27）とテーパー部（28）と基端部（29）とが同軸上に形成されている。往復ピストン（25）は、 その先端部（26）が中間プレート（63）の外周側を向く姿勢で円筒穴（93）に挿入されている。

往復ピストン（25）において、先端部（26）と基端部（29）は、共に外径が円筒穴（93）の内径とほぼ等しい円柱状に形成されている。先端部（26）と基端部（29）の外周面は、円筒穴（93）の内面と摺接する。細径部（27）は、先端部（26）や基端部（29）よりも細径の円柱状に形成されている。テーパー部（28）は、一端が細径部（27）に連続して他端が基端部（29）に連続する円錐台状に形成されている。このテーパー部（28）は、その一端の外径が細径部（27）の外径と等しく、他端の外径が基端部（29）の外径と等しくなっている。

円筒穴（93）の内部には、シール部材（23）が設けられている。このシール部材（23）は、その外周面の全体が円筒穴（93）の内面と密着し、その内周面の一部が往復ピストン（25）の細径部（27）と摺接している。また、シール部材（23）において、その内周面のうち細径部（27）と摺接しない部分は、往復ピストン（25）のテーパー部（28）に対応した形状のテーパー面となっている。

円筒穴（93）の内部には、往復ピストン（25）とシール部材（23）によって補助室（94）が形成されている。往復ピストン（25）が移動すると、それに伴って補助室（94）の容積が変化する。上記実施形態１の場合と同様に、円筒穴（93）の内壁には、補助通路（91）とバイパス通路（92）が開口している。本実施形態において、円筒穴（93）の内壁におけるバイパス通路（92）の開口位置は、補助通路（91）の開口位置よりも中間プレート（63）の中心寄りとなっている。

往復ピストン（25）が挿入された円筒穴（93）の内部には、背圧室（96）と加圧室（95）とが形成されている。

背圧室（96）は、円筒穴（93）の底面（図９における左端面）と往復ピストン（25）の基端部（29）との間に形成されている。この背圧室（96）には、コイルばね（24）が収容されている。このコイルばね（24）は、往復ピストン（25）を中間プレート（63）の外周側へ付勢している。

加圧室（95）は、往復ピストン（25）の先端部（26）よりも中間プレート（63）の外周側に形成されている。加圧室（95）には、ケーシング（31）の外部から延びる高圧配管（110）が接続されている。高圧配管（110）は、圧縮・膨張ユニット（30）の流入ポート（34）に接続する冷媒配管から分岐した配管である。この高圧配管（110）には、開度可変の調節弁（111）が設けられている。調節弁（111）の開度を変更すると、高圧配管（110）から加圧室（95）へ供給される冷媒の流量が変化する。

中間プレート（63）には、細径のガス抜き通路（97）が形成されている。このガス抜き通路（97）は、一端側で二つに分岐しており、分岐した一方が背圧室（96）に、他方が加圧室（95）にそれぞれ接続している。ガス抜き通路（97）の他端は、中間プレート（63）の上面に開口している。このガス抜き通路（97）は、その他端が流出ポート（35）の近傍に位置しており、第２シリンダ（81）内の第２低圧室（84）に連通可能となっている。

−運転動作−
本実施形態の容積変更機構（20）の動作について説明する。

容積変更機構（20）では、調節弁（111）の開度を変更すると往復ピストン（25）の位置が変化する。この点について説明する。調節弁（111）の開度を変更すると、高圧配管（110）から加圧室（95）へ流入する冷媒の流量が変化する。加圧室（95）内の冷媒は、ガス抜き通路（97）を通って加圧室（95）から徐々に排出されてゆく。このため、加圧室（95）へ流入する冷媒の流量を変化させると、それに伴って加圧室（95）の内圧が変化する。往復ピストン（25）の先端部（26）には加圧室（95）内の冷媒圧力が作用する。そして、往復ピストン（25）は、加圧室（95）内の冷媒から受ける力とコイルばね（24）から受ける付勢力とが均衡する位置へと移動する。

調節弁（111）を全閉した状態では、図１０(Ａ)に示すように、往復ピストン（25）がコイルばね（24）に押されて中間プレート（63）の外周側に位置している。この状態では、補助室（94）の容積がゼロとなり、円筒穴（93）の内壁における補助通路（91）及びバイパス通路（92）の開口端が往復ピストン（25）の基端部（29）によって閉塞される。

調節弁（111）を少し開くと、加圧室（95）の内圧が上昇し、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側（中間プレート（63）の中心側）へと移動する。往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側へ移動すると、図１０(Ｂ)に示すように、補助通路（91）と補助室（94）が互いに連通する。調節弁（111）の開度を変更して加圧室（95）の内圧を変化させると、それに応じて往復ピストン（25）が変位することによって補助室（94）の容積が変化する。そして、往復ピストン（25）が図１０(Ｃ)に示す位置、即ち往復ピストン（25）における基端部（29）とテーパー部（28）の境界がバイパス通路（92）の開口端をよぎる直前の位置に達するまでは、補助室（94）の容積を変更することによって膨張機構（60）での通過冷媒量の確保が図られる。

調節弁（111）を更に開いて加圧室（95）の内圧を上昇させると、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側へ更に移動してゆく。往復ピストン（25）が図１０(Ｃ)に示す状態から円筒穴（93）の奥側へ移動すると、図１０(Ｄ)や同図(Ｅ)に示すように、補助通路（91）とバイパス通路（92）の両方が補助室（94）に連通する。この状態では、バイパス通路（92）を通って第１高圧室（73）から第２高圧室（83）へ高圧冷媒が導入され、バイパス通路（92）を利用して膨張機構（60）での通過冷媒量の確保が図られる。また、補助通路（91）とバイパス通路（92）の両方が補助室（94）に連通する状態では、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側へ移動するにつれてバイパス通路（92）を流れる冷媒の流量が増大する。

ここで、往復ピストン（25）における基端部（29）とテーパー部（28）の境界がバイパス通路（92）の開口端に面する状態（図１０(Ｄ)に示す状態）では、往復ピストン（25）の位置によってバイパス通路（92）の開口面積が変化し、それに伴って補助室（94）からバイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が変化する。更に、本実施形態の往復ピストン（25）には、テーパー部（28）が形成されている。このため、往復ピストン（25）における基端部（29）とテーパー部（28）の境界がバイパス通路（92）の開口端よりも奥側に位置する状態（図１０(Ｅ)に示す状態）でも、往復ピストン（25）の変位に伴ってテーパー部（28）の外周面と円筒穴（93）の内壁との距離が変化し、補助室（94）からバイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が変化する。従って、本実施形態によれば、バイパス通路（92）を流れる冷媒の流量を精密に制御することが可能となる。

−実施形態２の変形例−
上述したように、本実施形態では、往復ピストン（25）やコイルばね（24）等で構成される機構が容積変更機構（20）と流量調節機構（100）の両方を兼ねている。これに対し、往復ピストン（25）やコイルばね（24）等で構成される機構が容積変更機構（20）ではなく流量調節機構（100）だけを構成するようにしてもよい。

この変形例では、図１１に示すように、円筒穴（93）の内壁における補助通路（91）の開口端とバイパス通路（92）の開口端が互いに対向する位置に形成される。また、円筒穴（93）の内部にシール部材（23）は設けられず、往復ピストン（25）では細径部（27）が省略される。本変形例では、往復ピストン（25）における基端部（29）とテーパー部（28）の境界が補助通路（91）及びバイパス通路（92）の開口端をよぎると、図１１に示すように補助通路（91）とバイパス通路（92）が互いに連通する。そして、往復ピストン（25）が円筒穴（93）の奥側（図１１における左側）へ移動するにつれて、補助通路（91）とバイパス通路（92）で構成されるバイパス通路（92）を流れる冷媒の流量が増大する。

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。本実施形態は、上記実施形態１が膨張機構（60）を２つのロータリ機構部（70、80）で構成したのに代えて、膨張機構（60）をスクロール機構（200）で構成したものである。

図１２に示すように、上記スクロール機構（200）は、ケーシング（31）のフレーム（図示省略）に固定された固定スクロール（210）と、上記フレームにオルダムリングを介して保持された可動スクロール（220）とを備えている。

上記固定スクロール（210）は、平板状の固定鏡板（図示省略）と、該固定鏡板に立設された渦巻状の固定ラップ（211）とを備えている。一方、上記可動スクロール（220）は、平板状の可動鏡板（図示省略）と、該可動鏡板に立設された渦巻状の可動ラップ（221）とを備えている。固定スクロール（210）の固定ラップ（211）と可動スクロール（220）の可動ラップ（221）が互いに噛み合って複数の流体室（230）が形成されている。

本実施形態の膨張機構（60）では、流入ポート（34）と流出ポート（35）が固定スクロール（210）に形成されている。流入ポート（34）は、固定ラップ（211）の巻き始め側端部の近傍に開口している。流出ポート（35）は、固定ラップ（211）の巻き終わり側端部の近傍に開口している。

上記複数の流体室（230）は、固定ラップ（211）の内側面と可動ラップ（221）の外側面とに挟まれた空間が、Ａ室（231）を構成している。また、固定ラップ（211）の外側面と可動ラップ（221）の内側面とに挟まれた空間が、Ｂ室（232）を構成している。

上記膨張機構（60）では、円筒穴（93）が固定スクロール（210）の固定鏡板に形成されている。上記実施形態１と同様に、この円筒穴（93）には往復ピストン（25）が挿入されており、円筒穴（93）の内部に補助室（94）が形成される。

また、上記膨張機構（60）では、Ａ室用補助通路（91a）、Ｂ室用補助通路（91b）、Ａ室用バイパス通路（92a）、及びＢ室用バイパス通路（92b）が固定スクロール（210）の固定鏡板に形成されている。

Ａ室用補助通路（91a）の入口端は、固定ラップ（211）の内側面に沿って固定ラップ（211）の巻き始め側端部から約３６０°進んだ位置に開口している。Ｂ室用補助通路（91b）の入口端は、固定ラップ（211）の外側面に沿って固定ラップ（211）の巻き始め側端部から約１８０°進んだ位置に開口している。Ａ室用補助通路（91a）及びＢ室用補助通路（91b）の出口端は、円筒穴（93）における底面の近傍に開口している。

Ａ室用バイパス通路（92a）の出口端は、固定ラップ（211）の内側面に沿って固定ラップ（211）の巻き始め側端部から約５９０°進んだ位置に開口している。Ｂ室用バイパス通路（92b）の出口端は、固定ラップ（211）の外側面に沿って固定ラップ（211）の巻き始め側端部から約４１０°進んだ位置に開口している。Ａ室用バイパス通路（92a）及びＢ室用バイパス通路（92b）の入口端は、Ａ室用補助通路（91a）及びＢ室用補助通路（91b）の出口端から円筒穴（93）の軸方向へ所定距離だけ離れた位置で円筒穴（93）の内壁に開口している。

−運転動作−
本実施形態の膨張機構（60）の動作について、図１３を参照しながら説明する。なお、図１３では、固定ラップ（211）の巻き始め側端部が可動ラップ（221）の内側面に接すると同時に可動ラップ（221）の巻き始め側端部が固定ラップ（211）の内側面に接する状態を基準の０°としている。また、図１３では、円筒穴（93）や往復ピストン（25）の図示を省略している。

膨張機構（60）へ導入される高圧冷媒は、流入ポート（34）を通り、固定ラップ（211）の巻き始め近傍と可動ラップ（221）の巻き始め近傍に挟まれた１つの流体室（230）に流入する。つまり、高圧冷媒は、流入ポート（34）から流入過程の流体室（230）に導入される。

この流入過程の流体室（230）への高圧冷媒の流入は、可動スクロール（220）の公転角度が３６０°に達する直前まで続く。その間、可動スクロール（220）の公転角度が１８０°を過ぎると、補助通路（91）が流入過程の流体室（230）に連通し始め、その後は高圧冷媒が補助通路（91）を通って補助室（94）へも流入してゆく。

可動スクロール（220）の公転角度が３６０°に達すると、可動ラップ（221）及び固定ラップ（211）によって流体室（230）がＡ室（231）とＢ室（232）に仕切られる。閉じ込み状態となったＡ室（231）及びＢ室（232）は、膨張過程の流体室（230）を構成している。そして、Ａ室（231）及びＢ室（232）に閉じ込められた冷媒が膨張することにより、可動スクロール（220）が駆動される。

Ａ室（231）内での冷媒の膨張は、可動スクロール（220）の公転角度が３６０°を超えたときから始まり、可動スクロール（220）の公転角度が９６０°から１０２０°に至る途中で終了する。その際、Ａ室用バイパス通路（92a）は、可動スクロール（220）の公転角度が４２０°から４８０°に至る途中でＡ室（231）に連通し始め、その後に可動スクロール（220）が１公転する間に亘ってＡ室（231）に連通し続ける。その間、Ａ室用バイパス通路（92a）が補助室（94）に連通していれば、補助室（94）内へ流入した高圧冷媒がＡ室用バイパス通路（92a）を通って膨張過程のＡ室（231）へも流入する。

Ａ室（231）は、可動スクロール（220）の公転角度が９６０°から１０２０°に至る途中で流出ポート（35）に連通する。その後は、膨張して低圧となった冷媒がＡ室（231）から流出ポート（35）へ送出されてゆく。

Ｂ室（232）内での冷媒の膨張は、可動スクロール（220）の公転角度が３６０°を超えたときから始まり、可動スクロール（220）の公転角度が８４０°から９００°に至る途中で終了する。その際、Ｂ室用バイパス通路（92b）は、可動スクロール（220）の公転角度が４２０°から４８０°に至る途中でＢ室（232）に連通し始め、その後に可動スクロール（220）が１公転する間に亘ってＢ室（232）に連通し続ける。その間、Ｂ室用バイパス通路（92b）が補助室（94）に連通していれば、補助室（94）内へ流入した高圧冷媒がＡ室用バイパス通路（92a）を通って膨張過程のＢ室（232）へも流入する。

Ｂ室（232）は、可動スクロール（220）の公転角度が８４０°から９００°に至る途中で流出ポート（35）に連通する。その後は、膨張して低圧となった冷媒がＢ室（232）から流出ポート（35）へ送出されてゆく。

本実施形態の膨張機構（60）においても、往復ピストン（25）を移動させると、それに伴って補助室（94）の容積が変化し、１回の流入過程で膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積が変化する。また、Ａ室用バイパス通路（92a）及びＢ室用バイパス通路（92b）が補助室（94）に連通する状態では、流入過程の流体室（230）から膨張過程のＡ室（231）及びＢ室（232）へも高圧冷媒が導入される。

−実施形態３の効果−
本実施形態では、補助室（94）の容積を変更したり、Ａ室用バイパス通路（92a）及びＢ室用バイパス通路（92b）を通じて膨張過程のＡ室（231）及びＢ室（232）へ高圧冷媒を導入することが可能である。従って、本実施形態によれば、上記実施形態１の場合と同様に、過膨張機構（60）での通過冷媒量を確保することができる。

《発明の実施形態４》
本発明の実施形態４について説明する。本実施形態は、上記実施形態１において膨張機構（60）の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態の膨張機構（60）について説明する。

図１４に示すように、本実施形態の膨張機構（60）は、上記実施形態１と同様に揺動ピストン型の流体機械によって構成される。ただし、本実施形態の膨張機構（60）では、シリンダ（301）とピストン（303）が１つずつ設けられている。また、本実施形態のシャフト（40）では、ピストン（303）を１つだけ設けたことに対応して、このピストン（303）に係合する大径偏心部（43）が１つだけ形成される。

本実施形態において、シリンダ（301）は、一方の端面がフロントヘッド（61）によって閉塞され、他方の端面がリアヘッド（62）によって閉塞されている。シリンダ（301）内に形成された流体室（302）は、ピストン（303）と一体に形成されたブレード（304）によって高圧側と低圧側とに仕切られる。また、このブレード（304）は、一対のブッシュ（305）を介してシリンダ（301）に支持されており、シリンダ（301）に対して進退自在で且つ回動自在となっている。

本実施形態の膨張機構（60）では、フロントヘッド（61）に流入ポート（34）が形成されている。流入ポート（34）の終端は、フロントヘッド（61）の内側面、即ちシリンダ（301）側の面に開口している。また、フロントヘッド（61）の内側面において、流入ポート（34）は、大径偏心部（43）やピストン（303）の端面によって覆われて流体室（302）と直接に連通することのない位置に開口している（図１４を参照）。具体的に、流入ポート（34）の終端は、フロントヘッド（61）の内側面のうち大径偏心部（43）の端面と摺接する部分において、図１４における主軸部（44）の軸心のやや左上の位置に開口している。

フロントヘッド（61）には、溝状通路（310）も形成されている。この溝状通路（310）は、フロントヘッド（61）をその内側面側から掘り下げることにより、フロントヘッド（61）の内側面に開口する凹溝状に形成されている。

フロントヘッド（61）の内側面における溝状通路（310）の開口部分は、図１４における上下に細長い長方形状となっている。溝状通路（310）は、同図における主軸部（44）の軸心よりも左側に位置している。また、この溝状通路（310）は、同図における上端がシリンダ（301）の内周面よりも僅かに内側に位置すると共に、同図における下端がフロントヘッド（61）の内側面のうち大径偏心部（43）の端面と摺接する部分に位置している。そして、この溝状通路（310）は、流体室（302）と連通可能になっている。

シャフト（40）の大径偏心部（43）には、連通路（311）が形成されている。この連通路（311）は、大径偏心部（43）をその端面側から掘り下げることにより、フロントヘッド（61）に向き合った大径偏心部（43）の端面に開口する凹溝状に形成されている。

また、連通路（311）は、シャフト（40）の回転方向に沿って延びる円弧状に形成されている（図１４を参照）。更に、連通路（311）におけるその周長方向の中央は、主軸部（44）の軸心と大径偏心部（43）の軸心を結んだ線上であって、大径偏心部（43）の軸心に対して主軸部（44）の軸心とは反対側に位置している。そして、シャフト（40）が回転すると、それに伴って大径偏心部（43）の連通路（311）も移動し、この連通路（311）を介して流入ポート（34）と溝状通路（310）が間欠的に連通される。

上記流出ポート（35）は、シリンダ（301）に形成されている。この流出ポート（35）の始端は、流体室（302）に臨むシリンダ（301）の内周面に開口している。また、流出ポート（35）の始端は、図１４におけるブレード（304）の右側近傍に開口している。

本実施形態の膨張機構（60）では、フロントヘッド（61）又はリアヘッド（62）に補助通路（91）とバイパス通路（92）と円筒穴（93）とが形成されている。また、円筒穴（93）には、容積可変機構及び流量調節機構（100）を構成する往復ピストン（25）が挿入されている。なお、図１４では、補助通路（91）やバイパス通路（92）、円筒穴（93）、往復ピストン（25）等を模式的に図示している。

補助通路（91）の流入端は、フロントヘッド（61）又はリアヘッド（62）の内側面（即ち、シリンダ（301）側の端面）に開口している。この補助通路（91）の流入端は、シリンダ（301）の内周面に沿ってブレード（304）の位置からシャフト（40）の回転方向（図１４における反時計方向）へ約４５°進んだ位置に設けられている。補助通路（91）の流出端は、上記実施形態１の場合と同様に、円筒穴（93）の内壁に開口しており、円筒穴（93）の底面の近傍に位置している。

バイパス通路（92）の流入端は、フロントヘッド（61）又はリアヘッド（62）の内側面（即ち、シリンダ（301）側の端面）に開口している。このバイパス通路（92）の流入端は、シリンダ（301）の内周面に沿ってブレード（304）の位置からシャフト（40）の回転方向（図１４における反時計方向）へ約１３５°進んだ位置に設けられている。バイパス通路（92）の流出端は、上記実施形態１の場合と同様に、円筒穴（93）の内壁に開口しており、円筒穴（93）の底面から該円筒穴（93）の軸方向へ所定距離だけ離れた位置に設けられている。

−運転動作−
膨張機構（60）の動作について、図１４を参照しながら説明する。流体室（302）へ高圧冷媒を導入すると、シャフト（40）が図１４における反時計方向へ回転する。

シャフト（40）の回転角が０°の時点では、流入ポート（34）の終端が大径偏心部（43）の端面で覆われている。つまり、流入ポート（34）は、大径偏心部（43）によって塞がれた状態となっている。大径偏心部（43）の連通路（311）は、溝状通路（310）のみに連通している。溝状通路（310）は、ピストン（303）と大径偏心部（43）の端面によって覆われおり、流体室（302）に連通しない状態となっている。流体室（302）は、流出ポート（35）に連通することにより、その全体が低圧側となっている。この時点において、流体室（302）は流入ポート（34）から遮断された状態となっており、高圧冷媒は流体室（302）へ流入しない。

シャフト（40）の回転角が４５°の時点では、流入ポート（34）が大径偏心部（43）の連通路（311）に連通した状態となる。この連通路（311）は、溝状通路（310）にも連通している。溝状通路（310）は、図１４における上端部分がピストン（303）の端面から外れた状態となり、流体室（302）の高圧側と連通する。この時点において、流体室（302）が連通路（311）及び溝状通路（310）を介して流入ポート（34）に連通された状態となっており、高圧冷媒が流体室（302）の高圧側へ流入する。つまり、流体室（302）への高圧冷媒の導入は、シャフト（40）の回転角が０°から４５°に至るまでの間に開始される。また、シャフト（40）の回転角が４５°に達すると、流体室（302）の高圧側に補助通路（91）が連通し、補助室（94）へ高圧冷媒が流入する。

シャフト（40）の回転角が９０°の時点では、流体室（302）が連通路（311）及び溝状通路（310）を介して流入ポート（34）に連通された状態となっている。そして、シャフト（40）の回転角が４５°から９０°に至るまでの間は、流体室（302）の高圧側と補助室（94）へ高圧冷媒が流入し続ける。その間、バイパス通路（92）が補助室（94）に連通していれば、補助室（94）内へ流入した高圧冷媒がバイパス通路（92）を通って流体室（302）の低圧側へも流入する。バイパス通路（92）を通って流体室（302）の低圧側へ流入した冷媒は、膨張後の冷媒と共に流出ポート（35）へ送り出される。

シャフト（40）が回転を続けると、大径偏心部（43）の連通路（311）は、流入ポート（34）に連通するものの、溝状通路（310）には連通しない状態となる。この時点において、流体室（302）は流入ポート（34）から遮断された状態となり、高圧冷媒は流体室（302）へ流入しなくなる。そして、シャフト（40）の回転角が１３５°の時点では、大径偏心部（43）の連通路（311）が流入ポート（34）と溝状通路（310）の何れにも連通しない状態となる。このように、流体室（302）及び補助室（94）への高圧冷媒の導入は、シャフト（40）の回転角が９０°から１３５°に至るまでの間に終了する。

流体室（302）への高圧冷媒の導入が終了した後は、流体室（302）の高圧側が閉空間となり、そこへ流入した冷媒が膨張する。つまり、シャフト（40）が回転して流体室（302）における高圧側の容積が増大してゆく。また、その間、流出ポート（35）に連通する流体室（302）の低圧側からは、膨張後の低圧冷媒が流出ポート（35）を通じて排出され続ける。

流体室（302）における冷媒の膨張は、シャフト（40）の回転角が３１５°から３６０°に至るまでの間において、ピストン（303）におけるシリンダ（301）との接触部分が流出ポート（35）に達するまで続く。そして、ピストン（303）におけるシリンダ（301）との接触部分が流出ポート（35）を横切ると、流体室（302）が流出ポート（35）と連通され、膨張した冷媒の排出が開始される。

本実施形態の膨張機構（60）においても、往復ピストン（25）を移動させると、それに伴って補助室（94）の容積が変化し、１回の流入過程で膨張機構（60）へ流入する高圧冷媒の体積が変化する。また、バイパス通路（92）が補助室（94）に連通する状態では、流入過程にある流体室（230）の高圧側から膨張過程にある流体室（230）の低圧側へも高圧冷媒が流れ込む。

−実施形態４の効果−
本実施形態では、補助室（94）の容積を変更したり、バイパス通路（92）を通じて流出過程の流体室（230）へ高圧冷媒を導入することが可能である。従って、本実施形態によれば、上記実施形態１の場合と同様に、膨張機構（60）での通過冷媒量を確保することができる。

なお、以上の実施形態１〜４は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、冷媒回路（11）に設けられる膨張機について有用である。

実施形態１における冷媒回路の概略構成図である。 実施形態１における圧縮・膨張ユニットの縦断面図である。 実施形態１における膨張機構の縦断面図である。 実施形態１における膨張機構の要部を示す概略の横断面図である。 実施形態１における膨張機構の動作を示す概略の横断面図であって、補助室の容積がゼロの状態を示すものである。 実施形態１における膨張機構の動作を示す概略の横断面図であって、往復ピストンが第２通路を遮断している状態を示すものである。 実施形態１における膨張機構の動作を示す概略の横断面図であって、第１通路と第２通路が連通している状態を示すものである。 実施形態１の変形例における膨張機構の要部を示す概略の横断面図である。 実施形態２における膨張機構の縦断面図である。 実施形態２における容積変更機構の動作を示す膨張機構の拡大断面図である。 実施形態２の変形例における流量調節機構の動作を示す膨張機構の拡大断面図である。 実施形態３における膨張機構の要部を示す概略の横断面図である。 実施形態３における膨張機構の動作を示す概略の横断面図である。 実施形態４における膨張機構の動作を示す概略の横断面図である。

11 冷媒回路
20 容積変更機構
25 往復ピストン（ピストン部材）
66 膨張室
70 第１ロータリ機構部
71 第１シリンダ
72 第１流体室
73 第１高圧室（流入室）
74 第１低圧室
75 第１ピストン
80 第２ロータリ機構部
81 第２シリンダ
82 第２流体室
83 第２高圧室
84 第２低圧室（流出室）
85 第２ピストン
92 バイパス通路
92a Ａ室用バイパス通路
92b Ｂ室用バイパス通路
94 補助室
100 流量調節機構
210 固定スクロール
211 固定ラップ
220 可動スクロール
221 可動ラップ
230 流体室

Claims (6)

1. 冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）に接続され、流体室（72,82,…）へ流入した高圧冷媒が膨張することにより動力を発生させる容積型の膨張機であって、
   膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を流入過程の流体室（73）に連通させるためのバイパス通路（92）と、
   上記バイパス通路（92）での冷媒流量を調節するための流量調節機構（100）と、
   上記流入過程の流体室（73）に連通する補助室（94）と、
   上記補助室（94）の容積を変更するための容積変更機構（20）とを備え、
   上記バイパス通路（92）は、上記補助室（94）に接続されており、該補助室（94）を介して上記膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を上記流入過程の流体室（73）に連通させている
   ことを特徴とする膨張機。
2. 冷凍サイクルを行う冷媒回路（11）に接続され、流体室（72,82,…）へ流入した高圧冷媒が膨張することにより動力を発生させる容積型の膨張機であって、
   膨張過程又は流出過程の流体室（66,84）を流入過程の流体室（73）に連通させるためのバイパス通路（92）と、
   上記バイパス通路（92）での冷媒流量を調節するための流量調節機構（100）と、
   シリンダ（71,81）、該シリンダ（71,81）内で偏心回転するピストン（75,85）、及びシリンダ（71,81）内を高圧室と低圧室に仕切るブレードをそれぞれが有する第１ロータリ機構部（70）及び第２ロータリ機構部（80）と、
   第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）を連通させる連通路（64）とを備え、
   上記第２ロータリ機構部（80）の押しのけ容積が上記第１ロータリ機構部（70）の押しのけ容積よりも大きくなっており、
   上記第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）が流入過程の流体室を、上記第１ロータリ機構部（70）の低圧室（74）と上記第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）が膨張過程の流体室を、上記第２ロータリ機構部（80）の低圧室（84）が流出過程の流体室をそれぞれ構成し、
   上記バイパス通路（92）は、上記第１ロータリ機構部（70）の高圧室（73）を上記第２ロータリ機構部（80）の高圧室（83）に連通させている
   ことを特徴とする膨張機。
3. 請求項１又は２において、
   流体室（72,82,…）は、流入過程の流体室である流入室（73）と、膨張過程の流体室である膨張室（66）と、流出過程の流体室である流出室（84）とに区画されている
   ことを特徴とする膨張機。
4. 請求項１，２又は３において、
   上記容積変更機構（20）は、上記補助室（94）に嵌合するピストン部材（25）を備え、該ピストン部材（25）を移動させることによって上記補助室（94）の容積を変更するように構成されている
   ことを特徴とする膨張機。
5. 請求項４において、
   上記補助室（94）に開口する上記バイパス通路（92）の一端は、上記補助室（94）の容積が所定値に達するまでは上記ピストン部材（25）によって閉塞された状態となる位置に設けられる一方、
   上記ピストン部材（25）が上記流量調節機構（100）を兼ねており、上記バイパス通路（92）の一端が開口する状態では上記ピストン部材（25）の位置に応じて上記補助室（94）から上記バイパス通路（92）へ流入する冷媒の流量が調節される
   ことを特徴とする膨張機。
6. 請求項１において、
   固定スクロール（210）と可動スクロール（220）とを備えてスクロール流体機械を構成しており、上記固定スクロール（210）の固定ラップ（211）と上記可動スクロール（220）の可動ラップ（221）が互いに噛みあって流体室（230）を形成している
   ことを特徴とする膨張機。

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