(57)【要約】  【課題】  フリーピストン方式のスターリング機関に用いられるピストンにおいて、必要な精度を確保できるとともに部品加工及び組立の容易なピストン構造を提供する。  【解決手段】  ピストン１２はリニアモータ２０によってシリンダ１０内を往復運動せしめられるものであり、ディスプレーサ１３をスプリング３１に連結するディスプレーサロッド１５の軸受け穴７１が軸心に形成されている。ピストン１２は、軸受け穴７１を有するハブ部７２、シリンダ１０の内面に対向するリム部７３、及びハブ部７２とリム部７３をピストン１２の一端において連結する腹板部７４を備えた本体７０と、ハブ部７２とリム部７３の間の環状空間７５の入口部を閉ざす蓋体８０とにより構成される。蓋体８０には、蓋体８０自身をバルブベースとする形で、ガスベアリング機構用の作動ガスを環状空間７５に取り入れるチェックバルブ機構８２が設けられている。【選択図】      図２
2006220367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源によってシリンダ内を往復運動せしめられるスターリング機関用ピストンであって、ディスプレーサをスプリングに連結するディスプレーサロッドの軸受け穴が軸心に形成されているものにおいて、
前記軸受け穴を有するハブ部、前記シリンダの内面に対向するリム部、及び前記ハブ部とリム部をピストンの一端において連結する腹板部を備えた本体と、前記ハブ部とリム部の間の環状空間の入口部を閉ざす蓋体とにより構成されることを特徴とするスターリング機関用ピストン。
【請求項２】
前記シリンダとの間の隙間に作動ガスを噴き出すガスベアリング機構を有し、前記作動ガスを前記環状空間に取り入れるチェックバルブ機構が前記蓋体に設けられることを特徴とする請求項１に記載のスターリング機関用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスターリング冷凍機、スターリング発電機等のスターリング機関に用いられるピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
スターリング機関は、フロンでなくヘリウム、水素、窒素などを作動ガスとして用いるので、オゾン層の破壊を招くことのない熱機関として注目を集めている。冷凍機として用いるスターリング機関では、圧力容器内でリニアモータなどの動力源によりピストンを往復運動させ、このピストンに対しディスプレーサを、所定の位相差をもって同期往復運動させる。ピストンとディスプレーサは圧縮空間と膨脹空間の間で作動ガスを行き来させ、スターリングサイクルを形成する。圧縮空間では等温圧縮変化に基づいて作動ガスの温度が上昇し、膨脹空間では等温膨脹変化に基づいて作動ガスの温度が低下する。これにより、圧縮空間の温度は上昇し、膨張空間の温度は下降する。高温伝熱ヘッドを介して圧縮空間（高温空間）の熱を放熱すれば、低温伝熱ヘッドを介して外部の熱を膨脹空間（低温空間）に吸収することが可能になる。
【０００３】
スターリング機関は、ピストンとディスプレーサがシリンダ内で高速往復運動するものであり、ピストンとディスプレーサには厳格な寸法管理が求められる。特にフリーピストン構造のピストンにあっては、ディスプレーサをスプリングに連結するディスプレーサロッドがピストン中心を通るので、外周面の仕上げ精度（寸法、真円度、面粗さ等すべて）の管理に加えて、中心部の穴の内周面の仕上げ精度も精密に管理しなければならない。このような要請に応え得るピストン構造が特許文献１に開示されている。
【０００４】
またスターリング機関では、ピストン及びディスプレーサを高速で往復運動させるため、ピストン及びディスプレーサをガスベアリングでシリンダの内面から浮かせて支持する仕組みとすることが多い。このような仕組みを備えたスターリング機関が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３４３６号公報（第９頁［００５５］−第１０頁［００６１］、図９−図１１）
【特許文献２】特開２００２−３４９３４７号公報（第５頁−第６頁、図１−図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたピストンは図６に示すような構造を有する。すなわちピストン１００は第１部材１１０と第２部材１２０を組み合わせて構成される。第１部材１１０はディスプレーサロッドの軸受け穴１１１が軸心に形成されているハブ部１１２と、シリンダの内面に対向するリム部１１３と、ハブ部１１２とリム部１１３をピストン１００の一端において連結する腹板部１１４を備える。第２部材１２０は同じく軸受け穴１１１が軸心に形成されているハブ部１２１と、リム部１１３の開口部に嵌合するディスク部１２２を備える。第１部材１１０と第２部材１２０を組み合わせると、ハブ部１１２、１２１がピストン１００の中央付近で突き合わさり、ハブ部１１２、１２１とリム部１１３の間に環状の空間１１５が形成される。
【０００６】
ピストン１００にはシールを要する箇所が２箇所ある。１箇所はリム部１１３とディスク部１２２の嵌合部であり、残る１箇所はハブ部１１２、１２１の突き合わせ箇所である。リム部１１３とディスク部１２２の嵌合部はシールを行うのが比較的容易であるが、ハブ部１１２、１２１の突き合わせ箇所はピストン１００の奥深くにあるのでシールが難しく、軸受け穴１１１と空間１１５の間で作動ガスのリークが生じることがあった。
【０００７】
また、ピストン１００をガスベアリングでシリンダの内面から浮かせて支持する場合、ピストン１００とシリンダとの間の隙間にピストン１００の内部より作動ガスを噴き出させる必要がある。このため、外部空間と空間１１５とを連通させる連通孔１１６をリム部１１３に形成するとともに、腹板部１１４にはチェックバルブ機構を設ける。ところが腹板部１１４は第１部材１１０の開口部から奥まった位置にあり、チェックバルブ機構の弁体を取り付けるバルブベースとしての加工をここに施すことは難しい。そのため、特許文献２に開示された構造と同様に、チェックバルブ機構を別体のユニット１３０として第１部材１１０に組み合わせることを余儀なくされ、部品点数や組立工数が増え、コストアップを招いていた。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、フリーピストン方式のスターリング機関に用いられるピストンにおいて、必要な精度を確保できるとともに部品加工及び組立の容易なピストン構造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】
【０００９】
本発明では、スターリング機関用ピストンを次のように構成する。
【００１０】
（１）ディスプレーサをスプリングに連結するディスプレーサロッドの軸受け穴が軸心に形成されているスターリング機関用ピストンにおいて、前記軸受け穴を有するハブ部、前記シリンダの内面に対向するリム部、及び前記ハブ部とリム部をピストンの一端において連結する腹板部を備えた本体と、前記ハブ部とリム部の間の環状空間の入口部を閉ざす蓋体とにより構成されることを特徴としている。
【００１１】
この構成によると、シリンダに対する寸法精度、及びディスプレーサロッドに対する寸法精度を本体の加工により確保することができる。そして本体のハブ部とリム部の間の環状空間の入口部を蓋体で閉ざすことによりピストンを組み立てる。この場合、蓋体と本体の間のシール箇所は環状空間の入口部に位置するため、シールが容易であり、安価にピストン組立品を得ることができる。
【００１２】
（２）前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記シリンダとの間の隙間に作動ガスを噴き出すガスベアリング機構を有し、作動ガスを前記環状空間に取り入れるチェックバルブ機構が前記蓋体に設けられることを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、板状部品である蓋体にチェックバルブ機構が設けられるため、蓋体をそのままバルブベースとして用いることができ、部品点数及び組立工数を削減できる。
【００１４】
（３）前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体と前記蓋体とを接着剤で結合することにより、本体と蓋体を容易に結合できるとともに、結合箇所においてシール効果も達成できる。
【００１５】
（４）前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体のハブ部と前記蓋体との間にシール部材を挿入したうえで、前記本体のリム部と前記蓋体との嵌合部を接着剤で結合することにより、本体のハブ部と蓋体との間のシール構造を確立したうえで、本体と蓋体を容易に結合し、同時に結合箇所においてシール効果を達成することができる。
【００１６】
（５）前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体と前記蓋体とを、本体のリム部内面に形成した雌ネジ部と蓋体外周面に形成した雄ネジ部によりネジ結合するとともに、前記本体のハブ部と前記蓋体との間にシール部材を挿入することにより、本体のハブ部と蓋体との間のシール構造を確立したうえで、本体と蓋体を確実に結合することができる。
【００１７】
（６）前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記雌ネジ部と前記雄ネジ部とを接着剤で結合することにより、結合が一層強固なものとなり、同時に結合箇所においてシール効果を達成することができる。
【００１８】
（７）前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体のハブ部と前記蓋体との間にシール部材を挿入したうえで、前記本体のリム部と前記蓋体との嵌合部を溶接することにより、本体のハブ部と蓋体との間のシール構造を確立したうえで、本体と蓋体を強固に結合することができる。
【００１９】
（８）前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体のリム部と前記蓋体との嵌合部を接着剤で結合したうえで溶接を行うことにより、本体と蓋体が相互に動かない状態で溶接を進め、溶接を容易に行うことができる。また接着剤によりシール効果が高められる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、シリンダに対する寸法精度、及びディスプレーサロッドに対する寸法精度を本体の加工により確保したうえで、本体のハブ部とリム部の間の環状空間の入口部を蓋体で閉ざすことによりピストンを組み立てることができ、加工及び組立が容易である。また蓋体と本体の間のシール箇所は環状空間の入口部に位置するため、シールも容易である。さらに、蓋体をそのままバルブベースとして用いる構成とすることが可能であり、総体的に部品加工と組立のコストを大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１実施形態を図１−図３に基づき説明する。図１はスターリング機関の断面図、図２はピストンの断面図、図３はピストンの側面図である。
【００２２】
スターリング機関１の組立の中心となるのはシリンダ１０、１１である。シリンダ１０、１１の軸線は同一直線上に並ぶ。シリンダ１０にはピストン１２が挿入され、シリンダ１１にはディスプレーサ１３が挿入される。ピストン１２及びディスプレーサ１３は、スターリング機関１の運転中、ガスベアリング機構によりシリンダ１０、１１の内面に接触することなく往復運動する。ピストン１２とディスプレーサ１３は所定の位相差を備えて動く。
【００２３】
ピストン１２の一方の端にはカップ状のマグネットホルダ１４が設けられる。ディスプレーサ１３の一方の端からはディスプレーサロッド１５が突出する。ディスプレーサロッド１５はピストン１２及びマグネットホルダ１４を軸線方向に自由にスライドできるように貫通する。
【００２４】
シリンダ１０はピストン１２の動作領域にあたる部分の外側にリニアモータ２０を保持する。リニアモータ２０は、コイル２１を備えた外側ヨーク２２と、シリンダ１０の外周面に接するように設けられた内側ヨーク２３と、外側ヨーク２２と内側ヨーク２３の間の環状空間に挿入されたリング状のマグネット２４と、外側ヨーク２２及び内側ヨーク２３を所定の位置関係に保持する合成樹脂製エンドブラケット２５、２６を備える。マグネット２４はマグネットホルダ１４に固定されている。
【００２５】
マグネットホルダ１４のハブの部分にはスプリング３０の中心部が固定される。ディスプレーサロッド１５にはスプリング３１の中心部が固定される。スプリング３０、３１の外周部はエンドブラケット２６に固定される。スプリング３０、３１の外周部同士の間にはスペーサ３２が配置されており、これによりスプリング３０、３１は一定の距離を保つ。スプリング３０、３１は円板形の素材にスパイラル状の切り込みを入れたものであり、ディスプレーサ１３をピストン１２に対し所定の位相差（理想的には約９０゜の位相差）をもたせて共振させる役割を果たす。
【００２６】
シリンダ１１のうち、ディスプレーサ１３の動作領域にあたる部分の外側には伝熱ヘッド４０、４１が配置される。伝熱ヘッド４０はリング状、伝熱ヘッド４１はキャップ状であって、いずれも銅や銅合金など熱伝導の良い金属からなる。伝熱ヘッド４０、４１は各々リング状の内部熱交換器４２、４３を介在させた形でシリンダ１１の外側に支持される。内部熱交換器４２、４３はそれぞれ通気性を有し、内部を通り抜ける作動ガスの熱を伝熱ヘッド４０、４１に伝える。伝熱ヘッド４０にはシリンダ１０及び圧力容器５０が連結される。
【００２７】
伝熱ヘッド４０、シリンダ１０、１１、ピストン１２、ディスプレーサ１３、及び内部熱交換器４２で囲まれる空間は圧縮空間４５となる。伝熱ヘッド４１、シリンダ１１、ディスプレーサ１３、及び内部熱交換器４３で囲まれる空間は膨張空間４６となる。
【００２８】
内部熱交換器４２、４３の間には再生器４７が配置される。再生器４７は樹脂フィルムを円筒形に巻回したものであり、フィルムの片面に微小な突起を多数点在させてフィルム間に突起の高さ分の間隙を形成し、これを作動ガスの通り道としている。再生器４７の外側を再生器チューブ４８が包み、伝熱ヘッド４０、４１の間に気密通路を構成する。
【００２９】
リニアモータ２０、シリンダ１０、及びピストン１２を筒状の圧力容器５０が包む。圧力容器５０の内部は背圧空間５１となる。圧力容器５０の周面には、リニアモータ２０に電力を供給するための端子部５２と、内部に作動ガスを封入するためのパイプ５３が配置される。
【００３０】
圧力容器５０の外面には動吸振器６０が取り付けられる。動吸振器６０は、胴体部５０の端面中央から突き出す軸６１と、軸６１に中心を固定された板状のスプリング６２と、スプリング６２の周縁に配置されたマス（質量）６３とから成る。スプリング６２は薄板状のスプリングを複数枚重ねたものである。
【００３１】
スターリング機関１は次のように動作する。リニアモータ２０のコイル２１に交流電流を供給すると外側ヨーク２２と内側ヨーク２３の間にマグネット２４を貫通する磁界が発生し、マグネット２４は軸方向に往復運動する。ピストン系（ピストン１２、マグネットホルダ１４、マグネット２４、及びスプリング３０）の総質量と、スプリング３０のバネ定数とにより定まる共振周波数に一致する周波数の電力を供給することにより、ピストン系は滑らかな正弦波状の往復運動を開始する。
【００３２】
ディスプレーサ系（ディスプレーサ１３、ディスプレーサロッド１５、及びスプリング３１）にあっては、その総質量と、スプリング３１のバネ定数とにより定まる共振周波数とピストン１２の駆動周波数とが一致するように設定する。
【００３３】
ピストン１２の往復運動により、圧縮空間４５では圧縮、膨脹が繰り返される。この圧力の変化に伴って、ディスプレーサ１３も往復運動を行う。このとき、圧縮空間４５と膨脹空間４６との間の流動抵抗等により、ディスプレーサ１３とピストン１２との間には位相差が生じる。このようにしてフリーピストン構造のディスプレーサ１３はピストン１２と所定の位相差で同期して往復運動する。
【００３４】
上記の動作により、圧縮空間４５と膨脹空間４６との間にスターリングサイクルが形成される。圧縮空間４５では等温圧縮変化に基づいて作動ガスの温度が上昇し、膨脹空間４６では等温膨脹変化に基づいて作動ガスの温度が低下する。このため、圧縮空間４５の温度は上昇し、膨張空間４６の温度は下降する。
【００３５】
運転中に圧縮空間４５と膨張空間４６の間を行き来する作動ガスは、内部熱交換器４２、４３を通過する際に、その有する熱を伝熱ヘッド４０、４１に伝える。圧縮空間４５から再生器４７へ流れ込む作動ガスは高温であるため伝熱ヘッド４０は加熱され、伝熱ヘッド４０はウォームヘッドとなる。膨張空間４６から再生器４７へ流れ込む作動ガスは低温であるため伝熱ヘッド４１は冷却され、伝熱ヘッド４１はコールドヘッドとなる。伝熱ヘッド４０より熱を大気へ放散し、伝熱ヘッド４１で特定空間の温度を下げることにより、スターリング機関１は冷凍機関としての機能を果たす。
【００３６】
再生器４７は、圧縮空間４５と膨張空間４６の熱を相手側の空間には伝えず、作動ガスだけを通す働きをする。圧縮空間４５から内部熱交換器４２を経て再生器４７に入った高温の作動ガスは、再生器４７を通過するときにその熱を再生器４７に与え、温度が下がった状態で膨張空間４６に流入する。膨張空間４６から内部熱交換器４３を経て再生器４７に入った低温の作動ガスは、再生器４７を通過するときに再生器４７から熱を回収し、温度が上がった状態で圧縮空間４５に流入する。すなわち再生器４７は蓄熱手段としての役割を果たす。
【００３７】
ピストン１２とディスプレーサ１３が往復運動すると、スターリング機関１に振動が生じ、動吸振器６０がこの振動を抑える。
【００３８】
ピストン１２は図２、３に示す構造を備える。ピストン１２の主要部品は本体７０と蓋体８０である。本体７０は、ディスプレーサロッド１５の軸受け穴７１を軸心に形成したハブ部７２と、シリンダ１０の内面に対向するリム部７３と、ハブ部７２とリム部７３をピストン１２の一端において連結する腹板部７４とを金属材料で一体に形成したものである。ハブ部７２とリム部７３の間は環状空間７５となっている。ハブ部７２の先端にはシール部材装着溝７６が形成されている。またリム部７３にはピストン１２とシリンダ１０の間にガスベアリングを形成するための連通孔７７が形成されている。
【００３９】
蓋体８０は円板状であり、環状空間７５の入口部にぴったりと嵌合する。蓋体８０の中心には軸受け穴７１に相応する中心穴８１が形成されている。また蓋体８０には、圧縮空間４５から環状空間７５に作動ガスをとり入れるためのチェックバルブ機構８２が設けられている。チェックバルブ機構８２は、蓋体８０そのものをバルブベースとして構成されるものであり、蓋体８０に穿たれ、圧縮空間４５と環状空間７５を連通させる連通孔８３と、環状空間７５に面する蓋体側面に取り付けられ、連通孔８３を環状空間７５の側から閉ざす弁体８４とからなる。弁体８４は金属製のバネ片により構成される。
【００４０】
本体７０に蓋体８０を嵌合し、両者を結合すれば、ピストン１２が完成する。なお蓋体８０を嵌合する前にオーリングのようなシール部材７８をシール部材装着溝７６に装着し、ハブ部７２と蓋体８０との間で挟み付けられてシール効果が生じるようにしておく。
【００４１】
上記のように構成することにより、シリンダ１０に対する寸法精度、及びディスプレーサロッド１５に対する寸法精度を本体７０の加工により確保することができる。そして本体７０のハブ部７２とリム部７３の間の環状空間７５の入口部を蓋体８０で閉ざすことによりピストン１００を組み立てることができる。蓋体８０と本体７０の間のシール箇所は、蓋体８０の外周側のシール箇所と中心側のシール箇所のいずれもが環状空間７５の入口部に位置するため、シールが容易であり、安価にピストン組立品を得ることができる。
【００４２】
また、作動ガスを環状空間７５に取り入れるチェックバルブ機構８２は板状部品である蓋体８０をバルブベースとする形で設けられているものであり、別体のチェックバルブ機構ユニットを蓋体８０に組み付けるものでないから、部品点数及び組立工数を削減できる。
【００４３】
本体７０と蓋体８０の結合であるが、第１実施形態ではこれを接着剤により行う。すなわち本体７０と蓋体８０の嵌合箇所に予め接着剤を塗布しておき、その上で蓋体８０を本体７０に嵌合する。これにより、本体７０と蓋体８０を容易に結合できるとともに、結合箇所においてシール効果も達成できる。言うまでもないが、蓋体８０を本体７０に嵌合する前にシール部材７８をシール部材装着溝７６に装着しておく。
【００４４】
第２実施形態を図４に基づき説明する。図４はピストン１２の断面図である。
【００４５】
第２実施形態では、本体７０と蓋体８０とを、本体７０のリム部７３の内周面に形成した雌ネジ部７９と、蓋体８０の外周面に形成した雄ネジ部８５によりネジ結合する。シール部材７８は蓋体８０を本体７０にネジ込む前にシール部材装着溝７６に装着しておく。
【００４６】
第２実施形態の構成によれば、本体７０のハブ部７２と蓋体８０との間のシール構造を確立したうえで、本体７０と蓋体８０を確実に結合することができる。
【００４７】
なお、雌ネジ部７９と雄ネジ部８５に接着剤を塗布したうえで蓋体８０をネジ込めば、本体７０と蓋体８０はネジと接着剤の両方の力で結合することになり、結合が一層強固なものとなるとともに結合箇所においてシール効果を達成することができる。
【００４８】
第３実施形態を図５に基づき説明する。図５はピストン１２の断面図である。
【００４９】
第３実施形態では、シール部材収納溝７６にシール部材７８を挿入し、蓋体８０を本体７０に嵌合したうえで、本体７０のリム部７３と蓋体８０との嵌合部を溶接する。溶接はレーザー溶接により行う。これにより本体７０と蓋体８０は強固に結合され、また溶接箇所９０はシール手段も兼ねることになる。
【００５０】
なお、リム部７３と蓋体８０との嵌合部を接着剤で結合したうえで溶接を行うこととすれば、本体７０と蓋体８０が相互に動かない状態で溶接を進められるから、溶接を容易に行うことができる。
【００５１】
以上本発明の各実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、フリーピストン方式スターリング機関用のピストンに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態に係るスターリング機関の断面図
【図２】ピストンの断面図
【図３】ピストンの側面図
【図４】第２実施形態に係るピストンの断面図
【図５】第３実施形態に係るピストンの断面図
【図６】従来のピストンの断面図
【符号の説明】
【００５４】
１    スターリング機関
１０  シリンダ
１２  ピストン
１３  ディスプレーサ
１５  ディスプレーサロッド
２０  リニアモータ
３０、３１  スプリング
７０  本体
７１  軸受け穴
７２  ハブ部
７３  リム部
７４  腹板部
７５  環状空間
７８  シール部材
７９  雄ネジ部
８０  蓋体
８２  チェックバルブ機構
９０  溶接部
【図１】
2006220367.tif 000003
【図２】
2006220367.tif 000004
【図３】
2006220367.tif 000005
【図４】
2006220367.tif 000006
【図５】
2006220367.tif 000007
【図６】
2006220367.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月10日(2006.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源によってシリンダ内を往復運動せしめられるスターリング機関用ピストンであって、ディスプレーサをスプリングに連結するディスプレーサロッドの軸受け穴が軸心に形成されているものにおいて、
前記軸受け穴を有するハブ部、前記シリンダの内面に対向するリム部、及び前記ハブ部とリム部をピストンの一端において連結する腹板部を備えた本体と、前記ハブ部とリム部の間の環状空間の入口部を閉ざす蓋体とにより構成されるとともに、前記シリンダとの間の隙間に作動ガスを噴き出すガスベアリング機構を有し、前記作動ガスを前記環状空間に取り入れるチェックバルブ機構が前記蓋体に設けられ、このチェックバルブ機構は、蓋体に穿たれ前記作動ガスを前記環状空間に取り入れる連通孔と、該連通孔を環状空間の側から閉ざす弁体とからなることを特徴とするスターリング機関用ピストン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ディスプレーサをスプリングに連結するディスプレーサロッドの軸受け穴が軸心に形成されているスターリング機関用ピストンにおいて、前記軸受け穴を有するハブ部、前記シリンダの内面に対向するリム部、及び前記ハブ部とリム部をピストンの一端において連結する腹板部を備えた本体と、前記ハブ部とリム部の間の環状空間の入口部を閉ざす蓋体とにより構成されるとともに、前記シリンダとの間の隙間に作動ガスを噴き出すガスベアリング機構を有し、前記作動ガスを前記環状空間に取り入れるチェックバルブ機構が前記蓋体に設けられ、このチェックバルブ機構は、蓋体に穿たれ前記作動ガスを前記環状空間に取り入れる連通孔と、該連通孔を環状空間の側から閉ざす弁体とからなることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、ガスベアリング用の作動ガスを環状空間に取り入れるチェックバルブ機構が板状部品である蓋体に設けられるため、蓋体をそのままバルブベースとして用いることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
そしてチェックバルブ機構は、蓋体に穿たれ作動ガスを環状空間に取り入れる連通孔と、該連通孔を環状空間の側から閉ざす弁体とからなる構成なので、部品点数及び組立工数を削減できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体と前記蓋体とを接着剤で結合することにより、本体と蓋体を容易に結合できるとともに、結合箇所においてシール効果も達成できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体のハブ部と前記蓋体との間にシール部材を挿入したうえで、前記本体のリム部と前記蓋体との嵌合部を接着剤で結合することにより、本体のハブ部と蓋体との間のシール構造を確立したうえで、本体と蓋体を容易に結合し、同時に結合箇所においてシール効果を達成することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体と前記蓋体とを、本体のリム部内面に形成した雌ネジ部と蓋体外周面に形成した雄ネジ部によりネジ結合するとともに、前記本体のハブ部と前記蓋体との間にシール部材を挿入することにより、本体のハブ部と蓋体との間のシール構造を確立したうえで、本体と蓋体を確実に結合することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記雌ネジ部と前記雄ネジ部とを接着剤で結合することにより、結合が一層強固なものとなり、同時に結合箇所においてシール効果を達成することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体のハブ部と前記蓋体との間にシール部材を挿入したうえで、前記本体のリム部と前記蓋体との嵌合部を溶接することにより、本体のハブ部と蓋体との間のシール構造を確立したうえで、本体と蓋体を強固に結合することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
前記のように構成されたスターリング機関用ピストンにおいて、前記本体のリム部と前記蓋体との嵌合部を接着剤で結合したうえで溶接を行うことにより、本体と蓋体が相互に動かない状態で溶接を進め、溶接を容易に行うことができる。また接着剤によりシール効果が高められる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明によると、シリンダに対する寸法精度、及びディスプレーサロッドに対する寸法精度を本体の加工により確保したうえで、本体のハブ部とリム部の間の環状空間の入口部を蓋体で閉ざすことによりピストンを組み立てることができ、加工及び組立が容易である。また蓋体と本体の間のシール箇所は環状空間の入口部に位置するため、シールも容易である。さらに、蓋体をそのままバルブベースとして用いる構成とすることが可能であり、チェックバルブ機構は、蓋体に穿たれ作動ガスを環状空間に取り入れる連通孔と、該連通孔を環状空間の側から閉ざす弁体とからなる構成なので、部品加工と組立のコストを大幅に削減することができる。