(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダとの間で気体潤滑が行われるピストンと、
前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する出力軸と、
前記出力軸が外部に延伸した状態で設けられるとともに、内部が加圧されるクランクケースと、
前記出力軸のうち、前記クランクケースの外部に延伸した部分に対して設けられるガスシールである第１の軸シール部材と、
前記出力軸のうち、前記第１の軸シール部材から見て前記クランクケース側の部分に対して設けられるオイルシールである第２の軸シール部材と、
前記出力軸のうち、前記第１の軸シール部材から見て前記クランクケース側とは反対側の部分に設けられるオイルシールである第３の軸シール部材と、を備え、
前記第１の軸シール部材と前記第２の軸シール部材との間に形成される第１の空間と、前記第１の軸シール部材と前記第３の軸シール部材との間に形成される第２の空間とにオイルを封入しているスターリングエンジン。
【請求項２】
請求項１記載のスターリングエンジンであって、
前記第１の空間の圧力と前記クランクケースの内部の圧力との差圧の大きさが、第１の所定範囲内に収まるように前記第１の空間の圧力を調整する第１の圧力調整機構と、
前記第２の空間の圧力と外部空間との差圧の大きさが、第２の所定範囲内に収まるように前記第２の空間の圧力を調整する第２の圧力調整機構と、をさらに備えるスターリングエンジン。
【請求項３】
請求項１または２記載のスターリングエンジンであって、
前記出力軸のうち、前記第１の空間に設けられる部分にオイルを掻き上げるオイル掻き上げ部材をさらに備えるスターリングエンジン。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項記載のスターリングエンジンであって、
前記第２の空間から前記第１の空間にオイルを流通させることで、前記第１および第２の空間に封入されているオイルの量を調整するオイル量調整機構がさらに設けられているスターリングエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスターリングエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、乗用車やバス、トラック等の車両に搭載される内燃機関の排熱や工場排熱を回収するために、スターリングエンジンが注目されてきている。本発明と関連性があると考えられる技術は、例えば特許文献１で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２８１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ピストン、シリンダ間で気体潤滑を行うスターリングエンジンでは、クランクケース内を加圧することで、出力の向上を図ることができる。また、ピストン、シリンダ間で気体潤滑を行うスターリングエンジンでは、出力軸をクランクケースの外部に延伸した状態で設けることができる。この場合、加圧したクランクケース内の圧力を保持するには、クランクケースの内部をシールする軸シール部材を出力軸に対して設けることができる。
【０００５】
ところが、軸シール部材でクランクケースの内部をシールしようとする場合、軸シール部材は通常、次のような向きで配置される。すなわち、軸シール部材のうち、出力軸を緊縛するリップ部がクランクケースの内部に露出するように配置される。このため、この場合にはクランクケース内を加圧すると、軸シール部材の緊縛力が強くなる。そして、軸シール部材のオイル潤滑が乏しい状態、或いはオイル潤滑がない状態で軸シール部材の緊縛力が強くなると、フリクションの増大によるエネルギー損失が発生する。同時に、摩耗促進による軸シール部材の寿命低下を招く。
【０００６】
これに対し、軸シール部材のオイル潤滑を行うには、例えばクランクケースの内部で軸シール部材に対してオイルを飛散させることも考えられる。しかしながら、ピストン、シリンダ間で気体潤滑を行うスターリングエンジンでは、飛散したオイルの影響で気体潤滑性能が損なわれる結果、出力の大幅な低下を招く虞がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み、ピストン、シリンダ間で気体潤滑を行うとともにクランクケース内を加圧する場合に、クランクケース内の圧力を維持できるとともに、気体潤滑性能を損なわない態様で軸シール部材を潤滑可能なスターリングエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はシリンダと、前記シリンダとの間で気体潤滑が行われるピストンと、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する出力軸と、前記出力軸が外部に延伸した状態で設けられるとともに、内部が加圧されるクランクケースと、前記出力軸のうち、前記クランクケースの外部に延伸した部分に対して設けられるガスシールである第１の軸シール部材と、前記出力軸のうち、前記第１の軸シール部材から見て前記クランクケース側の部分に対して設けられるオイルシールである第２の軸シール部材と、前記出力軸のうち、前記第１の軸シール部材から見て前記クランクケース側とは反対側の部分に設けられるオイルシールである第３の軸シール部材と、を備え、前記第１の軸シール部材と前記第２の軸シール部材との間に形成される第１の空間と、前記第１の軸シール部材と前記第３の軸シール部材との間に形成される第２の空間とにオイルを封入しているスターリングエンジンである。
【０００９】
また本発明は前記第１の空間の圧力と前記クランクケースの内部の圧力との差圧の大きさが、第１の所定範囲内に収まるように前記第１の空間の圧力を調整する第１の圧力調整機構と、前記第２の空間の圧力と外部空間との差圧の大きさが、第２の所定範囲内に収まるように前記第２の空間の圧力を調整する第２の圧力調整機構と、をさらに備える構成であることが好ましい。
【００１０】
また本発明は前記出力軸のうち、前記第１の空間に設けられる部分にオイルを掻き上げるオイル掻き上げ部材をさらに備える構成であることが好ましい。
【００１１】
また本発明は前記第２の空間から前記第１の空間にオイルを流通させることで、前記第１および第２の空間に封入されているオイルの量を調整するオイル量調整機構がさらに設けられている構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ピストン、シリンダ間で気体潤滑を行うとともにクランクケース内を加圧する場合に、クランクケース内の圧力を維持できるとともに、気体潤滑性能を損なわない態様で軸シール部材を潤滑できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１のスターリングエンジンの概略構成図である。
【図２】第１のスターリングエンジンの要部を示す図である。
【図３】第２のスターリングエンジンの要部を示す図である。
【図４】第３のスターリングエンジンの要部を示す図である。
【図５】第４のスターリングエンジンの要部を示す図である。
【図６】第１のＥＣＵの動作をフローチャートで示す図である。
【図７】第５のスターリングエンジンの要部を示す図である。
【図８】第２のＥＣＵの動作をフローチャートで示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は第１のスターリングエンジンであるスターリングエンジン１０Ａの概略構成図である。スターリングエンジン１０Ａは２気筒α型のスターリングエンジンである。スターリングエンジン１０Ａは、直列平行に配置された２つの気筒である高温側気筒２０および低温側気筒３０を備えている。高温側気筒２０は膨張ピストン２１と高温側シリンダ２２とを、低温側気筒３０は圧縮ピストン３１と低温側シリンダ３２とをそれぞれ備えている。圧縮ピストン３１は、膨張ピストン２１に対して、クランク角で９０°程度遅れて動くように位相差が設けられている。ピストン２１、３１の往復運動は出力軸６１によって回転運動に変換される。
【００１６】
高温側シリンダ２２の上部空間は膨張空間となっている。膨張空間には加熱器４７で加熱された作動流体が流入する。加熱器４７は多管式熱交換器であり、流通する作動流体と図示しない内燃機関の排気との間で熱交換を行う。そしてこれにより、排気から回収した熱エネルギーで作動流体を加熱する。内燃機関の排気はスターリングエンジン１０Ａの高温熱源を構成する。
【００１７】
低温側シリンダ３２の上部空間は圧縮空間となっている。圧縮空間には冷却器４５で冷却された作動流体が流入する。再生器４６は、膨張空間、圧縮空間の間を往復する作動流体との間で熱の授受を行う。再生器４６は具体的には、作動流体が膨張空間から圧縮空間へと流れる時には作動流体から熱を受け取り、作動流体が圧縮空間から膨張空間へと流れる時には蓄えられた熱を作動流体に放出する。作動流体には空気が適用されている。但しこれに限られず、作動流体には例えばＨｅ、Ｈ２、Ｎ２等の気体を適用することができる。
【００１８】
次にスターリングエンジン１０Ａの動作について説明する。加熱器４７が作動流体を加熱すると、作動流体が膨張し、膨張ピストン２１を圧下する。そしてこれにより、出力軸６１が回転する。次に膨張ピストン２１が上昇行程に移ると、作動流体は加熱器４７を通過し、再生器４６に移送される。そして、再生器４６で熱を放出して冷却器４５へと流れる。冷却器４５で冷却された作動流体は圧縮空間に流入し、さらに圧縮ピストン３１の上昇に伴って圧縮される。このようにして圧縮された作動流体は、今度は再生器４６から熱を奪いながら温度を上昇して加熱器４７へ流れ込む。そして、再び加熱され、膨張する。スターリングエンジン１０Ａは、かかる作動流体の往復流動を通じて動作する。
【００１９】
本実施例ではスターリングエンジン１０Ａの熱源が内燃機関の排気ガスとなっていることから、得られる熱量に制約があり、その得られる熱量の範囲でスターリングエンジン１０Ａを作動させる必要がある。そこで本実施例では、スターリングエンジン１０Ａの内部フリクションを可能な限り低減させることとしている。具体的にはスターリングエンジン１０Ａの内部フリクションのうち、最も摩擦損失が大きいピストンリングによる摩擦損失を無くすため、シリンダ２２、３２とピストン２１、３１との間で気体潤滑を行っている。
【００２０】
気体潤滑ではシリンダ２２、３２とピストン２１、３１の間の微小なクリアランスで発生する空気の圧力（分布）を利用して，ピストン２１、３１を空中に浮いた形にする。気体潤滑は摺動抵抗が極めて小さいため、スターリングエンジン１０Ａの内部フリクションを大幅に低減させることができる。空中に物体を浮上させる気体潤滑には、具体的には例えば加圧流体を噴出させ、発生した静圧によって物体を浮上させる静圧気体潤滑を適用することができる。但しこれに限られず、気体潤滑は例えば動圧気体潤滑であってもよい。
【００２１】
スターリングエンジン１０Ａでは、より大きな出力を得るためにクランクケース６２内を加圧している。この点、クランクケース６２内を加圧するにあたり、スターリングエンジン１０Ａは加圧ポンプ５１、加圧用配管５２および加圧用開閉弁５３を備えている。加圧ポンプ５１はクランクケース６２内を加圧する。加圧用配管５２は加圧ポンプ５１とクランクケース６２とを接続する。加圧用開閉弁５３は加圧用配管５２に介在するようにして設けられており、クランクケース６２内の加圧の許可、禁止を切り替える。
【００２２】
そしてスターリングエンジン１０Ａでは、運転にあたりクランクケース６２内を加圧した場合であっても、ピストン２１、３１およびシリンダ２２、３２間に形成された微小クリアランスを通じて、膨張空間や圧縮空間に存在する作動流体の平均圧力と、クランクケース６２内に存在する作動流体の平均圧力とが時間経過とともにほぼ等しくなるようになっている。このためスターリングエンジン１０Ａでは、クランクケース６２内を加圧することで作動流体を高圧にし、これによってより大きな出力を得られるようにしている。
【００２３】
図２はスターリングエンジン１０Ａの要部を示す図である。スターリングエンジン１０Ａは出力軸６１とクランクケース６２とを備えている。また、第１のハウジング６３と第２のハウジング６４とを備えている。出力軸６１はクランクケース６２の外部に延伸した状態で設けられている。第１のハウジング６３はクランクケース６２に設けられている。第２のハウジング６４は第１のハウジング６３に設けられている。
【００２４】
ハウジング６３、６４は、クランクケース６２側で開口する内部空間を形成している。また、出力軸６１を挿通する穴が形成された壁部をクランクケース６２とは反対側に有している。ハウジング６３、６４は、出力軸６１のうち、クランクケース６２の外部に延伸した部分を挿通させるようにして設けられている。
【００２５】
出力軸６１のうち、クランクケース６２の外部に延伸した部分に対しては、第１の軸シール部材７１が設けられている。第１の軸シール部材７１は第１のハウジング６３のうち、出力軸６１を挿通させる穴が形成された壁部にクランクケース６２側から設けられている。
【００２６】
出力軸６１のうち、第１の軸シール部材７１から見てクランクケース６２側の部分に対しては、第２の軸シール部材７２が設けられている。第２の軸シール部材７２はクランクケース６２のうち、出力軸６１を挿通させる穴が形成された壁部にクランクケース６２の外側から設けられている。
【００２７】
出力軸６１のうち、第１の軸シール部材７１から見てクランクケース６２側とは反対側の部分に対しては、第３の軸シール部材７３が設けられている。第３の軸シール部材７３は第２のハウジング６４のうち、出力軸６１を挿通させる穴が形成された壁部にクランクケース６２側から設けられている。
【００２８】
軸シール部材７１、７２の間には、第１の空間Ｒ１が形成されている。第１の空間Ｒ１は具体的には軸シール部材７１、７２、出力軸６１、クランクケース６２および第１のハウジング６３によって区画形成されている。軸シール部材７１、７３の間には、第２の空間Ｒ２が形成されている。第２の空間Ｒ２は具体的には第３の軸シール部材７３、出力軸６１およびハウジング６３、６４によって区画形成されている。
【００２９】
空間Ｒ１、Ｒ２にはオイルＬが封入されている。オイルＬは出力軸６１に対して設けられている軸シール部材７１、７２、７３それぞれを潤滑する潤滑油である。具体的には、第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬは軸シール部材７１、７２を潤滑する。また、第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬは第３の軸シール部材７３を潤滑する。クランクケース６２、第１のハウジング６３間には第１の空間Ｒ１からのオイル漏れを防止する第１のＯリング６５が、ハウジング６３、６４間には第２の空間Ｒ２からのオイル漏れを防止する第２のＯリング６６が設けられている。
【００３０】
第１の軸シール部材７１はガスシールであり、出力軸６１を緊縛する第１のリップ部７１ａを備えている。第１の軸シール部材７１は、第１のリップ部７１ａが第１の空間Ｒ１に露出するように配置されている。そしてこれにより、第１の空間Ｒ１から第２の空間Ｒ２にガスが漏れることを防止するように設けられている。
【００３１】
第２の軸シール部材７２はオイルシールであり、出力軸６１を緊縛する第２のリップ部７２ａを備えている。第２の軸シール部材７２は、第２のリップ部７２ａが第１の空間Ｒ１に露出するように配置されている。そしてこれにより、第１の空間Ｒ１からクランクケース６２の内部にオイルＬが漏れることを防止するように設けられている。
【００３２】
第３の軸シール部材７３はオイルシールであり、出力軸６１を緊縛する第３のリップ部７３ａを備えている。第３の軸シール部材７３は、第３のリップ部７３ａが第２の空間Ｒ２に露出するように配置されている。そしてこれにより、第２の空間Ｒ２から第２の空間Ｒ２の外部空間にオイルＬが漏れることを防止するように設けられている。第２の空間Ｒ２の外部空間は具体的には大気空間となっている。外部空間は例えばその他のハウジングの内部空間であってもよい。
【００３３】
オイルシールである軸シール部材７２、７３は、ガスシールである第１の軸シール部材７１よりも出力軸６１を緊縛する力が弱く設定されている。このため、スターリングエンジン１０Ａでは、第１の空間Ｒ１の圧力がクランクケース６２の内部の圧力よりも低い場合に、クランクケース６２の内部から第１の空間Ｒ１に高圧のガスが漏れ出すことが可能になっている。一方、空間Ｒ１、Ｒ２間では、第１の空間Ｒ１から第２の空間Ｒ２に高圧のガスが漏れ出すことを防止するようにしている。このため、空間Ｒ１、Ｒ２間で第１の空間Ｒ１は高圧空間、第２の空間Ｒ２は低圧空間となっている。
【００３４】
第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬの油面は、第２のリップ部７２ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも高い位置に設定されている。また、第１のリップ部７１ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも高い位置に設定されている。第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの油面は、第３のリップ部７３ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも高い位置に設定されている。
【００３５】
次にスターリングエンジン１０Ａの作用効果について説明する。スターリングエンジン１０Ａでは、高圧のガスがクランクケース６２の内部から限られた空間である第１の空間Ｒ１に漏れ出すことが可能である一方、第１の軸シール部材７１が第１の空間Ｒ１から第２の空間Ｒ２に高圧のガスが漏れることを防止する。そして、第１の空間Ｒ１とクランクケース６２の内部と間でオイル漏れを防止する構造としたことで、高圧ガスの漏れを防止しようとする場合と比較して、クランクケース６２の内部のシール性を容易に向上させることができる。このため、スターリングエンジン１０Ａは、クランクケース６２内の圧力を維持することができる。
【００３６】
また、スターリングエンジン１０Ａでは、空間Ｒ１、Ｒ２に封入しているオイルＬで軸シール部材７１、７２、７３を潤滑できる。同時に、第１の空間Ｒ１からクランクケース６２の内部へのオイル漏れを第２の軸シール部材７２で、第２の空間Ｒ２から外部空間へのオイル漏れを第３の軸シール部材７３で防止できる。このため、スターリングエンジン１０Ａは、気体潤滑性能を損なわない態様で軸シール部材７１、７２、７３を潤滑することもできる。
【実施例２】
【００３７】
図３は第２のスターリングエンジンであるスターリングエンジン１０Ｂの要部を示す図である。スターリングエンジン１０Ｂは、第１のブリーザバルブ８１と第２のブリーザバルブ８２とをさらに備えている点以外、スターリングエンジン１０Ａと実質的に同一である。第１のブリーザバルブ８１は第１の圧力調整機構に、第２のブリーザバルブ８２は第２の圧力調整機構に相当する。
【００３８】
第１のブリーザバルブ８１は、第１の空間Ｒ１に対して設けられている。具体的には第１のブリーザバルブ８１はクランクケース６２に設けられており、クランクケース６２内と第１の空間Ｒ１とを連通できるように設けられている。第１のブリーザバルブ８１は、第１の空間Ｒ１の圧力がクランクケース６２の内部の圧力よりも高い場合に開弁する。そしてこれにより、第１の空間Ｒ１の圧力をクランクケース６２の内部に開放し、第１の空間Ｒ１とクランクケース６２の内部との間で圧力を調整する。
【００３９】
このように構成された第１のブリーザバルブ８１は、第１の空間Ｒ１の圧力とクランクケース６２の内部の圧力との差圧の大きさが、第１の所定範囲内に収まるように第１の空間Ｒ１の圧力を調整する。具体的には、第１の空間Ｒ１の圧力がクランクケース６２の内部の圧力よりも高い場合に、第１の空間Ｒ１の圧力とクランクケース６２の内部の圧力との差圧の大きさが小さくなるように第１の空間Ｒ１の圧力を調整する。さらに具体的には、第１の空間Ｒ１の圧力とクランクケース６２の内部の圧力とが等しくなるように第１の空間Ｒ１の圧力を調整する。
【００４０】
第２のブリーザバルブ８２は、第２の空間Ｒ２に対して設けられている。具体的には第２のブリーザバルブ８２は第２のハウジング６４に設けられており、第２の空間Ｒ２の外部空間と第２の空間Ｒ２とを連通できるように設けられている。第２のブリーザバルブ８２は、第２の空間Ｒ２の圧力が外部空間の圧力よりも高い場合に開弁する。そしてこれにより、第２の空間Ｒ２の圧力を外部空間に開放し、第２の空間Ｒ２と外部空間との間で圧力を調整する。外部空間の圧力は具体的には大気圧となっている。
【００４１】
このように構成された第２のブリーザバルブ８２は、第２の空間Ｒ２の圧力と外部空間の圧力との差圧の大きさが、第２の所定範囲内に収まるように第２の空間Ｒ２の圧力を調整する。具体的には、第２の空間Ｒ２の圧力が外部空間の圧力よりも高い場合に、第２の空間Ｒ２の圧力と外部空間の圧力との差圧の大きさが小さくなるように第２の空間Ｒ２の圧力を調整する。さらに具体的には、第２の空間Ｒ２の圧力と外部空間の圧力とが等しくなるように第２の空間Ｒ２の圧力を調整する。第１の所定範囲と第２の所定範囲とは同じであってもよい。
【００４２】
次にスターリングエンジン１０Ｂの作用効果について説明する。ここで、空間Ｒ１、Ｒ２に封入されているオイルＬの温度は、スターリングエンジン１０Ｂの運転に伴い上昇する。そしてこれにより、空間Ｒ１、Ｒ２の圧力が高まると、オイルシールである軸シール部材７２、７３では、フリクションが過大になったり、オイル漏れが発生し易くなったりする。
【００４３】
これに対しスターリングエンジン１０Ｂでは、第１のブリーザバルブ８１が、第１の空間Ｒ１の圧力とクランクケース６２内の圧力との差圧の大きさが第１の所定範囲内に収まるように第１の空間Ｒ１の圧力を調整する。また、第２のブリーザバルブ８２が、第２の空間Ｒ２の圧力と外部空間の圧力との差圧の大きさが第２の所定範囲内に収まるように第２の空間Ｒ２の圧力を調整する。このため、スターリングエンジン１０Ｂはスターリングエンジン１０Ａと比較して、さらに軸シール部材７２、７３を適切に機能させることができる。
【００４４】
また、スターリングエンジン１０Ｂは、第１の空間Ｒ１の圧力とクランクケース６２内の圧力とが等しくなるように第１の空間Ｒ１の圧力を調整するとともに、第２の空間Ｒ２の圧力と外部空間の圧力とが等しくなるように第２の空間Ｒ２の圧力を調整することで、軸シール部材７２、７３をより適切に機能させることができる。
【実施例３】
【００４５】
図４は第３のスターリングエンジンであるスターリングエンジン１０Ｃの要部を示す図である。スターリングエンジン１０Ｃは空間Ｒ１、Ｒ２に封入されているオイルＬの油面の設定が異なる点と、掻き上げプレート８５をさらに備えている点以外、スターリングエンジン１０Ｂと実質的に同一である。なお、同様の変更を例えばスターリングエンジン１０Ａに適用してもよい。
【００４６】
スターリングエンジン１０Ｃでは、第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬの油面が、第２のリップ部７２ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも低い位置に設定されている。同時に、第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬの油面は、第１のリップ部７１ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも低い位置に設定されている。第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの油面は、第３のリップ部７３ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも低い位置に設定されている。第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬの油面は、第１のリップ部７１ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも高い位置に設定されてもよい。
【００４７】
掻き上げプレート８５は、出力軸６１のうち、第１の空間Ｒ１に設けられる部分に設けられている。掻き上げプレート８５はリング状の部材であり、外周部が第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬの油面よりも低い位置に到達するように設けられている。掻き上げプレート８５は掻き上げ部材に相当し、第１の空間Ｒ１でオイルＬを掻き上げる。掻き上げプレート８５は出力軸６１に一体形成されてもよい。
【００４８】
次にスターリングエンジン１０Ｃの作用効果について説明する。ここで、第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬの油面を第２のリップ部７２ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも高い位置に設定している場合、出力軸６１の回転停止時に第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬがクランクケース６２内に漏れる可能性がある。同様に、第２の空間Ｒ２の場合には第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬが外部空間に漏れる可能性がある。
【００４９】
これに対しスターリングエンジン１０Ｃでは、第１の空間Ｒ１に封入されているオイルＬの油面を第２のリップ部７２ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも低い位置に設定している。また、第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの油面を第３のリップ部７３ａのうち、下側から出力軸６１に接する部分の先端よりも低い位置に設定している。このため、スターリングエンジン１０Ｃはスターリングエンジン１０Ｂと比較して、さらに出力軸６１回転停止時のオイル漏れを防止できる。
【００５０】
また、スターリングエンジン１０Ｃは、出力軸６１回転時には、掻き上げプレート８５によって軸シール部材７１、７２にオイルＬを行き届かせることができる。同時に、高圧となる第１の空間Ｒ１から第２の空間Ｒ２へのオイルＬの漏れが許容されることで、第３の軸シール部材７３にもオイルＬを行き届かせることができる。このため、スターリングエンジン１０Ｃは出力軸６１回転停止時のオイル漏れを防止するとともに、軸シール部材７１、７２、７３の潤滑も確保できる。
【実施例４】
【００５１】
図５は第４のスターリングエンジンであるスターリングエンジン１０Ｄの要部を示す図である。スターリングエンジン１０Ｄは、オイル量調整機構１００Ａがさらに設けられている点以外、スターリングエンジン１０Ｃと実質的に同一である。なお、同様の変更を例えばスターリングエンジン１０Ａ、１０Ｂに対して適用してもよい。
【００５２】
オイル量調整機構１００Ａは、オイル輸送部１１０と駆動制御部１２０Ａとを備えている。オイル輸送部１１０は、オイル配管１１１とオイルポンプ１１２とチェック弁１１３とを備えている。駆動制御部１２０Ａは、動力伝達部１２１とレベルセンサ１２２とＥＣＵ１２５Ａとを備えている。
【００５３】
オイル配管１１１は空間Ｒ１、Ｒ２を連通するように設けられている。オイルポンプ１１２はオイル配管１１１に介在するようにして設けられている。オイルポンプ１１２は機械式のポンプであり、第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬを第１の空間Ｒ１に圧送する。チェック弁１１３はオイル配管１１１に介在するようにして設けられている。チェック弁１１３はオイル配管１１１のうち、オイルポンプ１１２よりも下流側の部分に設けられている。チェック弁１１３は、第２の空間Ｒ２から第１の空間Ｒ１へのオイルＬの流通を許可し、第１の空間Ｒ１から第２の空間Ｒ２へのオイルＬの流通を禁止する。
【００５４】
動力伝達部１２１は出力軸６１とオイルポンプ１１２を連結している。動力伝達部１２１はスターリングエンジン１０Ｄの出力をオイルポンプ１１２に伝達する。動力伝達部１２１はクラッチ１２１ａを備えている。クラッチ１２１ａは出力軸６１からオイルポンプ１１２への出力の伝達を断続する。レベルセンサ１２２は第２の空間Ｒ２に設けられている。レベルセンサ１２２は第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬのレベル（量）を検知する。
【００５５】
ＥＣＵ１２５Ａは電子制御装置であり、レベルセンサ１２２がセンサ・スイッチ類として電気的に接続されている。また、クラッチ１２１ａが制御対象として電気的に接続されている。ＥＣＵ１２５Ａでは、第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの量が第１の所定量αを上回った場合にクラッチ１２１ａを接続するとともに、第１の所定量αよりも小さい第２の所定量βを下回った場合にクラッチ１２１ａを切断する制御部が機能的に実現される。制御部は、例えば所定時間が経過する毎に所定の時間間隔でクラッチ１２１ａを断続するように実現されてもよい。
【００５６】
このように構成されたオイル量調整機構１００Ａは、第２の空間Ｒ２から第１の空間Ｒ１にオイルＬを流通させることで、空間Ｒ１、Ｒ２に封入されているオイルＬの量を調整する。具体的には、第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの量が第１の所定量αを上回った場合に、第２の空間Ｒ２から第１の空間Ｒ１にオイルＬを流通させ、第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの量が第２の所定量βを下回った場合に、第２の空間Ｒ２から第１の空間Ｒ１へのオイルＬの流通を停止することで、空間Ｒ１、Ｒ２に封入されているオイルＬの量を調整する。
【００５７】
次に第１のＥＣＵの動作であるＥＣＵ１２５Ａの動作を図６に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１２５Ａは第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの量が第１の所定量αを上回ったか否かを判定する（ステップＳ１）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。一方、肯定判定であれば、ＥＣＵ１２５Ａはクラッチ１２１ａを接続する（ステップＳ２Ａ）。これにより、オイルポンプ１１２が駆動する。結果、第２の空間Ｒ２から第１の空間Ｒ１にオイルＬが流通する。
【００５８】
ステップＳ２Ａに続き、ＥＣＵ１２５Ａは第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの量が第２の所定量βを下回ったか否かを判定する（ステップＳ３）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。一方、肯定判定であれば、ＥＣＵ１２５Ａはクラッチ１２１ａを切断する（ステップＳ４Ａ）。これにより、オイルポンプ１１２が停止する。結果、第２の空間Ｒ２から第１の空間Ｒ１へのオイルＬの流通が停止する。ステップＳ４Ａの後には、本フローチャートを一旦終了する。
【００５９】
次にスターリングエンジン１０Ｄの作用効果について説明する。ここで、スターリングエンジン１０Ｄでは、高圧となる第１の空間Ｒ１から第２の空間Ｒ２へのオイルＬの漏れが許容されることで、第１の空間Ｒ１のオイルＬが次第に減少するとともに、第２の空間Ｒ２のオイルＬが次第に増大する。結果、軸シール部材７１、７２の潤滑不良が発生する可能性がある。また、出力軸６１回転停止時に第２の空間Ｒ２から外部にオイルＬが漏れる可能性がある。
【００６０】
これに対しスターリングエンジン１０Ｄでは、オイル量調整機構１００Ａが、第２の空間Ｒ２から第１の空間Ｒ１にオイルＬを流入させることで、空間Ｒ１、Ｒ２に封入されているオイルＬの量を調整する。このため、スターリングエンジン１０Ｄはスターリングエンジン１０Ｃと比較して、さらに空間Ｒ１、Ｒ２に封入されているオイルＬを適切に管理することができる。
【実施例５】
【００６１】
図７はスターリングエンジン１０Ｅの要部を示す図である。スターリングエンジン１０Ｅは、オイル量調整機構１００Ａの代わりにオイル調整機構１００Ｂが設けられている点以外、スターリングエンジン１０Ｄと実質的に同一である。なお、オイル調整機構１００Ｂは例えばスターリングエンジン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに設けられてもよい。
【００６２】
オイル調整機構１００Ｂは、駆動制御部１２０Ａの代わりに駆動制御部１２０Ｂを備えている点以外、オイル調整機構１００Ａと実質的に同一である。駆動制御部１２０Ｂは、動力伝達部１２１の代わりに駆動モータ１２３を備えている点と、ＥＣＵ１２５Ａの代わりにＥＣＵ１２５Ｂを備えている点以外、駆動制御部１２０Ａと実質的に同一である。
【００６３】
駆動モータ１２３は、オイルポンプ１１２に接続されている。駆動モータ１２３はオイルポンプ１１２を駆動、停止する。オイルポンプ１１２と駆動モータ１２３は例えば電動オイルポンプとして一体的に構成されていてもよい。ＥＣＵ１２５Ｂは、制御部が次に示すように実現される点と、クラッチ１２１ａの代わりに駆動モータ１２３が電気的に接続されている点以外、ＥＣＵ１２５Ａと実質的に同一である。ＥＣＵ１２５Ｂでは、制御部が第２の空間Ｒ２に封入されているオイルＬの量が第１の所定量αを上回った場合に駆動モータ１２３を駆動するとともに、第２の所定量βを下回った場合に駆動モータ１２３を停止するように実現される。
【００６４】
次に第２のＥＣＵの動作であるＥＣＵ１２５Ｂの動作を図８に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートは以下で説明する点以外、図６に示すフローチャートと同一である。ステップＳ１の肯定判定に続き、ＥＣＵ１２５Ｂは駆動モータ１２３を駆動する（ステップＳ２Ｂ）。ステップＳ２Ｂの後にはステップＳ３に続く。また、ステップＳ３の肯定判定に続き、駆動モータ１２３を停止する（ステップＳ４Ｂ）。ステップＳ４Ｂの後には本フローチャートを一旦終了する。
【００６５】
次にスターリングエンジン１０Ｅの作用効果について説明する。スターリングエンジン１０Ｅでもスターリングエンジン１０Ｄと同様にオイル量調整機構１００Ｂが、第２の空間Ｒ２から第１の空間Ｒ１にオイルＬを流入させることで、空間Ｒ１、Ｒ２に封入されているオイルＬの量を調整する。このため、スターリングエンジン１０Ｅはスターリングエンジン１０Ｄと同様に、空間Ｒ１、Ｒ２に封入されているオイルＬを適切に管理することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６７】
例えば第１の圧力調整機構は、第１の空間の圧力をクランクケースの内部の圧力よりも小さくすることで、第１の空間の圧力とクランクケースの内部の圧力との差圧の大きさが、第１の所定範囲内に収まるように第１の空間の圧力を調整してもよい。また、第２の圧力調整機構は、第２の空間の圧力を外部空間の圧力よりも小さくすることで、第２の空間の圧力と外部空間の圧力との差圧の大きさが第２の所定範囲内に収まるように第２の空間の圧力を調整してもよい。
【００６８】
これらの場合には、第１の圧力調整機構には例えば第１の空間の気体を吸引可能な第１の吸引装置を、第２の圧力調整機構には例えば第２の空間の気体を吸引可能な吸引装置を適用できる。
【符号の説明】
【００６９】
スターリングエンジン  １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ
出力軸                ６１
クランクケース        ６２
第１の軸シール部材    ７１
第２の軸シール部材    ７２
第３の軸シール部材    ７３
【図１】
0005527199.tif 000002
【図２】
0005527199.tif 000003
【図３】
0005527199.tif 000004
【図４】
0005527199.tif 000005
【図５】
0005527199.tif 000006
【図６】
0005527199.tif 000007
【図７】
0005527199.tif 000008
【図８】
0005527199.tif 000009