(57)【要約】【課題】  スターリングサイクル機器において、２つのピストンの運動の位相差が自由に設定でき、且つストロークを長く取れるようにすること。【解決手段】  ピッチ円直径の等しい２つの主たる平歯車を正面に配置する位置に配置し、それぞれの平歯車に垂直なクランクピンをとりつけ、これらのクランクピンと連接棒を介して２個のクロスヘッドと連結させる。これら２つの主たる平歯車と平行な位置に第三軸を配置し、この第三軸の両側にピッチ円直径の等しい平歯車をフリクションジョイントにより固定し、２つの対面する主たる平歯車と正しくかみ合わせた歯車機構により、任意のスターリングサイクル機器の２つのピストン運動機構を構成させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スターリングサイクル駆動機構において、ピッチ円直径が等しく、且つ同一直線上に中心線をもつ２つの主たる平歯車を正面に対面する位置に配置し、それぞれの主たる平歯車に垂直方向にクランクピンを設け、そのピンよりクロスヘッドと連結する連接棒を介して、スターリングサイクル機器の２つのピストンを互いに任意の位相差を保ちつつ往復運動させられるように、これら２つの主たる平歯車と平行な位置に第三軸を配置し、その第三軸の両側にピッチ円直径の等しい平歯車２個を固定し、それぞれの主たる平歯車と正しくかみ合うようにしたことを特徴とする、スターリングサイクル機器のピストン駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、スターリングサイクル機器に使用する２つのピストンの駆動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  スターリングサイクル機器に使用する、２つのピストンの駆動機構としては、２つの等しい平歯車をかみ合わせて、相反転させ、それぞれの平歯車にクランクシャフトを設け、それらのクランクシャフトにパンタグラフのようなアーム機構を設置したロンビック機構や、Ｔ字形クランクをクランクシャフトに取り付け、いくつかの補助的なアームを設置したロスヨーク機構、対面する２つの等しいかさ歯車２個にクランクピンを設け、それらのかさ歯車に直角方向に挟み込まれたかさ歯車からなるカルキビスト機構などがある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  スターリングサイクル機器において、従来のロングビック機構やロスヨーク機構ではクランクとアームの構造が複雑であり、そのうえ２つのピストンの位相差が９０°前後にしか設定できないという欠点がある。またカルキビスト機構では、位相差は自由に設定できるものの、対面する２つの主たるかさ歯車にかみあうかさ歯車を設置するため、主たるかさ歯車の歯元円直径よりクランクピンの位置をある程度内側にしなければならず、ピストンの往復運動のストローク長さが短く制限される欠点があった。従ってスターリングサイクル機器に使用する２つのピストンの運動制御機構においては、位相差を自由に設定できることと、ピストンのストロークを長く取れることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  ピッチ円直径が等しく、且つそれぞれの２つの軸が同一直線上にある２つの主たる対面する平歯車のそれぞれ垂直なクランクピンを取り付け、これらのクランクピンは２つのクロスヘッドに連結する連接棒を介して２つのピストンを往復運動させるように構成する。その際これらの２つの主たる平歯車が一定の位相差を保ちつつ回転させられるように、これら２つの主たる平歯車と平行な位置に第三軸を配置し、この第三軸の両側にピッチ円直径が等しい平歯車２個を固定し、それぞれが前記の２つの主たる対面する平歯車と正しくかみ合うようにした歯車機構を構成することにより課題を解決したものである。
【０００５】  すなわち本発明は、スターリングサイクル駆動機構において、ピッチ円直径が等しく、且つ同一直線上に中心線をもつ２つの主たる平歯車を正面に対面する位置に配置し、それぞれの主たる平歯車に垂直方向にクランクピンを設け、そのピンよりクロスヘッドと連結する連接棒を介して、スターリングサイクル機器の２つのピストンを互いに任意の位相差を保ちつつ往復運動させられるように、これら２つの主たる平歯車と平行な位置に第三軸を配置し、その第三軸の両側にピッチ円直径の等しい平歯車２個を固定し、それぞれの主たる平歯車と正しくかみ合うようにしたことを特徴とする、スターリングサイクル機器のピストン駆動機構である。
【本発明の具体的説明】
【０００６】  以下、図１に示す本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。平歯車１と平歯車１５はピッチ円直径の等しい主たる平歯車で、両者の中心線は同一直線Ｐ−Ｐ’上にあり、互いに対面している。左側の平歯車１はメインンシャフト５に取り付けられ、ボールベアリング６，７でボディに保持されている。平歯車１にはここでは右側にクランクピン２が取り付けられ、ボールベアリング３を介在させて連接棒４によりクロスヘッド３０に連結されている。クロスヘッド３０は、ここではリニアスライダ２３、リニアレール２２、ブロック２４と小端ピン２５により構成したが、他の方法でも構わない。同種構造の歯車等を右側に配置する。すなわち右側の平歯車１５はメインシャフト１７に取り付けられ、ボールベアリング１８、１９でボディに保持されている。平歯車１５にはここでは左側にクランクピン１６が取り付けられ、ボールベアリング２０を挟み込んだ連接棒２１によりクロスヘッド３１に連結されている。
【０００７】  次に第三軸８について説明する。第三軸８にはピッチ円直径が互いに等しい平歯車９と平歯車１１が左右にフリクションジョイント１３とフリクションジョイント１４によりそれぞれ固定され、それぞれ平歯車１と平歯車１５に正しくかみ合っている。この第三軸８は両端に取り付けられたボールベアリング１０、１２によりボディに保持されている。フリクションジョイント１３、１４を調節することにより歯車９と歯車１１の取り付け角度が自由に変えられるので、左右のクランクピン２とクランクピン１６の回転運動の位相差を自由に設定することが出来る。クロスヘッド３０とクロスヘッド３１の可動部分にスターリングサイクル機器のピストンが取り付けられる。
【０００８】  図１の実施形態ではβ形スターリングサイクル機器の場合を示している。すなわち、左側のブロック２４には支持板３３を介してディスプレーサロッド３２が取り付き、ディスプレーサピストン４０を上下に運動させる。右側のブロック２８にはコの字形の支持板３４が取り付き、連結棒３５、３６、３７、３８によりパワーピストン３９が結合され、これを上下に運動させる。なお支持板３３と支持板３４は互いに衝突しないように充分な間隙が設けられているものとする。
【０００９】  この機構で得られるストロ−ク長さは最大で歯車１や歯車１５の歯元円直径からクランクピン２や１６の半径長さと若干の強度上の余裕長さ（２〜５ｍｍ程度）を差し引いた長さまで設定可能である。
【００１０】  対面する歯車間隔距離Ｗを長くすることにより、２つのピストンが別々の軸上にあるα形やγ形スターリングサイクル機器に対応させることも可能である。なお、歯車１、９、１１、１５は平歯車に限らず、はすば歯車でも構わない。また第三軸８の位置は、中心線Ｐ−Ｐ’に対して歯車組み立て距離Ｌを一定とする円周上で、連接棒４と連接棒２１に接触しない範囲でどこに配置しても構わない。
【本発明の効果】
【００１１】  本発明の駆動機構により、２つのピストンの運動の位相差を自由に容易に変化させることが出来、２つのピストンのストロークの長さを主たる歯車の歯元円直径の範囲内まで長く取ることが出来る。また、対面する主たる歯車の歯車間隔距離を変更することにより、２ピストン方式のα形、β形とγ形のどのスターリングサイクル機器のピストン駆動機構にも対応させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図
【符号の説明】
Ｐ、Ｐ’…中心軸線。Ｗ…歯車面間隔距離。Ｌ…歯車組み立て距離。１、１５…主たる平歯車。９、１１…従たる平歯車。２、１６…クランクピン。４、２１…連接棒。５、１７…メインシャフト。８…第三軸。３０、３１…クロスヘッド。３、６、７、１０、１２、１８、１９、２０…ボールベアリング。１３、１４…フリクションジョイント。２２、２６…リニアレール。２３，２７…リニアスライダ。２４，２６…ブロック。２５，２９…小端ピン。３３，３４…支持板。３２…ディスプレーサピストンロッド。３５，３６，３７，３８…連結棒。３９…パワーピストン。４０…ディスプレーサピストン。
【図１】
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