(57)【要約】  スターリングエンジン用ディスプレースメントピストン製造方法である。ピストンは、中空ハウジング（１）と層状バッフル（３）を備える。第１バッフル（３Ａ）は中空ハウジング（１）に挿入され、所定の位置に恒久的に固定される。他のバッフルが挿入され、それぞれが前に挿入されたバッフルの上に設置され、ハウジングに恒久的には固定されない。その後最後のバッフルが挿入され、ハウジングに恒久的に固定される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スターリングエンジン用ディスプレーサピストンの製造方法であって、該ディスプレーサピストンは中空のハウジングとバッフルの積重ねを備えており、該方法は、第１のバッフルを中空のハウジングに挿入し、その位置に恒久的に固定するステップと、少なくともさらに１つのバッフルを挿入し先に挿入したバッフルの上に設置するが、ハウジングに恒久的には固定しないステップと、最終のバッフルを挿入しハウジングに恒久的に固定するステップ、とを備える方法。
【請求項２】
各バッフルは、前記バッフルを配置するために、隣接するバッフル内に嵌め込むための大きさに縮径された部分を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記各ハウジングとバッフルはそれぞれ貫通穴を備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
隣接するバッフルの間の空間にはガスのみが充填される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
所定の位置に移動する治具によって、第１のバッフルをハウジング内の所定の深さに挿入する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
中空のハウジングとバッフルの積重ねを備え、前記積重ねの両端の前記バッフルは前記ハウジングに恒久的に固定され、中間のバッフルは隣接するバッフル上に配置され前記ハウジングには恒久的には固定されていない、スターリングエンジン用ディスプレーサピストン。
【請求項７】
バッフルを配置するために、各バッフルは、隣接するバッフル内に嵌る大きさに縮径された部分を有する、請求項６に記載のピストン。
【請求項８】
前記各ハウジングとバッフルはそれぞれ貫通穴を備える、請求項６または７に記載のピストン。
【請求項９】
隣接するバッフルの間の空間にはガスのみが充填されている、請求項６〜８のいずれか一項に記載のピストン。
【請求項１０】
スターリングエンジン用ディスプレーサピストンの製造方法であって、該ディスプレーサピストンは中空のハウジングとバッフルの積重ねを備えており、該方法は、各バッフルをハウジング内に挿入することと、各バッフルをハウジング内のそれぞれの溝へスナップ嵌めするステップを備えた、方法。
【請求項１１】
各バッフルの半径方向最外縁をテーパ形状として、バッフルを取り付けるために設けた溝を各バッフルが、後に容易に通過できるようにした、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
各ハウジングとバッフルはそれぞれ貫通穴を備えた、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
隣接するバッフルの間の空間にはガスのみを充填する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
内壁に間隔をあけた複数の溝を持つ中空ハウジングと、各溝にスナップ嵌めされるそれぞれのバッフルを備えた、スターリングエンジン用ディスプレーサピストン。
【請求項１５】
ハウジングと各バッフルはそれぞれ貫通穴を備える、請求項１４に記載のピストン。
【請求項１６】
隣接するバッフルの間の空間にはガスのみが充填された、請求項１４または１５に記載のピストン。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、スターリングエンジン用ディスプレーサピストンに関し、より詳しくは、直線状のフリーピストン式スターリングエンジンに関する。
【０００２】
このようなピストンはスターリングエンジン内で往復し、高温および低温空間の間で気体(Gas)を転送するために採用され、これによりパワーピストンをオルタネータコイル内で往復させ、発電する。
【０００３】
スターリングエンジンの効率的な運転にとって、ディスプレーサピストン本体を通って直接ではなく、熱交換器を通って流れる気体を介して高温および低温空間の間で熱が転送されることが重要である。これを達成するため、ディスプレーサピストンは、ディスプレーサ内で熱管理を支援する多数の内部バッフルを取り付けた中空のケーシングを備える。該バッフルは、内部応力を最小にするためにディスプレーサピストンに沿って一定間隔をあけ、またエンジン内からの動作ノイズを最小にするため、ピストンに個々にスポット溶接される。このことは、ディスプレーサピストンをエンジン内に密封する前に、全てのバッフルが確実に固定されるようにするため、正確な品質管理を必要とする時間のかかる工程である。
【０００４】
本発明は、大量生産に適した構成部品を提供するためにディスプレーサピストンの構成を簡易化することを目的とする。
【０００５】
本発明の第１の形態によると、スターリングエンジン用ディスプレーサピストンの製造方法が提供され、ディスプレーサピストンは、中空のハウジングと、バッフルの積重ねを備え、該方法は、第１のバッフルを中空のハウジングに挿入し、所定の位置に恒久的に固定するステップと、少なくともさらに１つのバッフルを挿入し、前に挿入したバッフル上に設置しハウジングには恒久的に固定しないステップと、最後のバッフルを挿入し、ハウジングに恒久的に固定するステップを備える。
【０００６】
このような配置によって、恒久的固定（例えばスポット溶接等）の数を減らし、正しい間隔と確実な固定を達成する自己位置決めバッフルが提供される。
【０００７】
好ましくは、各バッフルは隣接するバッフル内に嵌め込まれる寸法に縮径された部分を有する。これにより、各バッフルが前のバッフルに関して位置が揃うだけでなく、ハウジングとも揃うようにできる。
【０００８】
好ましくは、ハウジングとバッフルはそれぞれ少なくとも１つの貫通穴を有する。これにより、スターリングエンジンに作動気体が充填された場合、この作動気体がディスプレーサピストンに充填され得るように、ピストンへの気体経路が提供される。
【０００９】
バッフル間の空間には断熱材を充填することができるが、構成を単純化し、重量を最小にするため、隣接するバッフル間の空間には気体のみ充填することが望ましい。
【００１０】
第１のバッフルは、所定の位置に移動する治具によりハウジング内の所定の深さまで挿入することができる。代替的に、第１のバッフルはショルダーに設置することができる。
【００１１】
本発明の第１の形態はまた、バッフルの積重ねの両側のバッフルはハウジングに恒久的に固定され、中間のバッフルは隣接するバッフル上に位置しハウジングには恒久的には固定されない、中空のハウジングとバッフルの積重ねを備えたスターリングエンジン用のディスプレーサピストンにおよぶ。
【００１２】
本発明の第２の形態によると、中空のハウジングとバッフルの積重ねを備えるスターリングエンジン用のディスプレーサピストンの製造方法が提供され、これは各バッフルをハウジング内に挿入することと、各バッフルをハウジング内のそれぞれの溝へスナップ嵌めすることを包含する。
【００１３】
このような配置により、バッフルをハウジングに恒久的に固定する必要がない。
【００１４】
好ましくは、各バッフルの半径方向最外縁はテーパの付いた形状として、後に取付けるバッフルのために設けた溝を各バッフルが容易に通過できるようにする。
【００１５】
本発明の第２の形態はまた、内壁に間隔をあけた複数の溝を有し、各溝にそれぞれのバッフルがスナップ嵌めされる中空ハウジング、を備えるスターリングエンジン用ディスプレーサピストンにもおよぶ。好ましくは、各バッフルの最外周はテーパの付いた形状を有する。
【００１６】
本発明によるディスプレーサピストンの例を添付の図面を参照しながら説明する。
【００１７】
本発明の第１の形態を図１および図２を参照して説明する。
【００１８】
該ディスプレーサピストンは、一端で開口する缶１として知られる中空のハウジングを備える。対向する端部は多数の孔２（直径０．２ｍｍで８〜１２個が一般的）を備えるが、その理由については以下に述べる。一連のバッフル３は缶長さの約３分の２に沿って配置される。各バッフルはまた、多数の孔４（直径１ｍｍで６〜８個が一般的）を備えるが、その理由については以下に述べる。ハウジングとバッフルは、ステンレス鋼（例えばタイプ３０４）から作ることができる。代替的には、これらはアルミニウムまたは高温プラスチックでもよい。各バッフル３は、図１に示すような円形開口カップ形状を有する。各バッフルは、その上に隣接するバッフルを設置できる環状ショルダー５を備える。
【００１９】
図２のディスプレーサピストンを組み立てるには、第１のバッフル３Ａを、バッフルを正しい位置に設置するための治具により缶に挿入する。この位置で、バッフル３Ａを矢印「Ａ」で表す場所にスポット溶接する。代替的に、高温接着剤等の異なる取付法を利用することができる。引続く各バッフルを缶に挿入し、ショルダー５に位置決めするが、ここには溶接しない。最終的に、最後のバッフル３Ｂを位置に設置し、先行するバッフルのショルダー５に位置決めする。そして、この最終バッフルを矢印「Ｂ」で表す場所でスポット溶接する。
【００２０】
バッフルを所定の位置にした状態で、ディスプレーサ本体６を、位置決め溝７を有する缶１の開口端内へ挿入し、堅固な密封結合を確実にする。ディスプレーサ本体６は、使用時にはパワーピストン（図示せず）内に延びる細長い中空の軸方向管状部材８と結合されている。ディスプレーサ本体６はまた、柔軟なロッド（図示せず）のための雌ネジを有し、これは使用時には管状部材８に沿って延び、エンジンケーシング上に弾性部材を介して支持され、ディスプレーサが当業者に周知のように往復できるようにしている。
【００２１】
エンジンが組み上がったら、これにヘリウム等の作動気体を充填する。この作動気体は孔２を介して缶１に入り、その後、孔４を介してバッフル３の間の空間に入る。しかしながら、孔のサイズが小さく、ディスプレーサ本体６に気体経路がないため、孔は使用中のディスプレーサの動作に有害な影響を及ぼさない。
【００２２】
本発明の第２の実施形態を図３および図４を参照して以下に説明する。
【００２３】
ディスプレーサピストンの基本構造は図１および図２に示すものと同じであるが、缶が缶に沿って軸方向に間隔をあけた一連の内部環状溝１０を備え、各バッフルがその半径方向最外縁にテーパの付いたリップ１１を備える点が異なる。このディスプレーサピストンを組み立てるには、各バッフル２を開口端から缶１内へ押し込む。テーパの付いたリップ１１によって、バッフルは正しい位置に移動しながら溝１０をスナップ出入りができる。この時、正しい溝にスナップ嵌めされ、第１バッフル以外は前に挿入されたバッフルのショルダー５にも位置決めされる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の形態によるバッフルの断面図である。
【図２】本発明の第１の形態によるディスプレーサピストンの断面図である。
【図３】本発明の第２の形態の図１に類似の図である。
【図４】本発明の第２の形態の図２に類似の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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