JP2003021415A - スターリング装置のディスプレッサ・シール組立 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスプレッサ等の加工精度を緩和しつつ、
ガス洩れの防止と摩擦力の減少とを可能にする。 【解決手段】 シール１の外周とシリンダ５の内周面５
ａとの間でガス洩れを防止する。したがってディスプレ
ッサ２とシリンダ５との半径方向間隙を精密に仕上げる
必要がない。ディスプレッサ２の前後圧力差は小さいの
で、シール１の外周をシリンダ５の内周面５ａに圧着さ
せなくても十分ガス洩れを防止できる。一方内周面５ａ
との摩擦力は極小さいため、このディスプレッサの往復
運動に影響を与えない。シール１は軸方向及び半径方向
に拘束されないように装着されるので、ディスプレッサ
２が偏心等してもシリンダ５の内周面５ａとの密接は確
保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレッサや
シリンダ等の加工精度を緩和しつつ、ガス洩れの防止と
摩擦力の減少とを可能にするスターリング装置のディス
プレッサ・シール組立に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、スターリング装置の配置構造
の１つとして、ディスプレッサと駆動ピストンとを同一
シリンダ内に配置する、いわゆるベータ配置構造が採用
されている。この構造では、高性能を維持し、かつ適切
なガス洩れ防止を確保するために、ピストンやロッド等
の可動部品に対する直径方向間隙を、0.025mm程度の非
常に小さな値にする必要がある。したがって、このよう
な小さな間隙を確保するためには、ディスプレッサ、駆
動ピストンあるいはシリンダの可動部間の、同心度、真
直度および内外径間隙寸法に対しては、厳しい許容誤差
が要求されるが、このような厳しい許容誤差の要求は、
加工コストの増加や、使用中に寸法が変化しない高価な
材料の選択が必要となる。

【０００３】ところで、このような厳しい許容誤差の緩
和手段としては、従来から内燃機関内等のピストンに用
いるような割りリングを使用することが考えられる。こ
の割りリングは、それ自体のスプリング力によって、シ
リンダの内面に直角に均等な圧力を加えるように設計さ
れている。また、圧縮中にガス圧によってシールがシリ
ンダ壁に圧着されるよう設計されている場合もある。こ
のような圧着手段を採用しているのは、内燃機関内等の
圧縮、燃焼ガスの圧力が高いため、この高圧ガスの漏洩
を確実に防止するためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、シリンダに圧
着して摺動する割りリング等を用いたシールは、摩擦力
や発熱を抑えるために、潤滑油等で潤滑することが必要
となるが、スターリング装置のディスプレッサには、構
造上潤滑油を利用し難い。また、潤滑油が無い状態で
の、割りリングの圧着によって生ずる摩擦力は、スター
リング装置のディスプレッサの正常な作動を阻害する。
すなわち、スターリング装置のディスプレッサは、後述
するように、僅かな受圧面積の差に基づく小さな力によ
って作動するものであるため、この摩擦力がディスプレ
ッサの作動に大きな抵抗力となるからである。したがっ
て、スターリング装置のディスプレッサについては、要
求される高精度を軽減すると同時に、許容限度以上の圧
着力及び摩擦損失を生じさせないように、適切な手段や
その他の技術を用いた工夫が必要となる。

【０００５】そこで本発明の目的は、許容誤差の緩和に
よる加工コストの軽減、材料の寸法安定性の緩和による
材料コストの軽減、長寿命、部品の少ない単純構造、お
よび組立ての容易性と迅速性とを合わせて達成すること
ができる、スターリング装置のディスプレッサ・シール
組立を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のスター
リング装置のディスプレッサ・シール組立は、ディスプ
レッサと、駆動ピストンと、シリンダと、シールと、保
持リングとを備えている。このディスプレッサと駆動ピ
ストンとは、シリンダに同心状に形成した円筒穴の内周
面に沿って、それぞれ相互に対抗して往復運動するよう
に構成してある。そして、このディスプレッサは円筒形
状からなるピストン部と、このピストン部とそれぞれ同
心状の段差とロッドとからなる。

【０００７】ディスプレッサのピストン部の外周は、シ
リンダの内周面に所定の間隙で挿入可能な直径を有して
いる。段差は、ピストン部の一端に連設してあって、こ
のピストン部の外周より小さい直径を有している。ま
た、この段差の外周とピストン部の外周端とを連ぐ側面
は、軸心に垂直に形成してある。ロッドは段差の一端に
連設してあって、円断面形状を有している。

【０００８】シールは、リング形状であって、その中心
に円形穴を有している。このシールの外周は、シリンダ
の内周面に密接挿入可能な直径を有している。一方シー
ルの円形穴の内周は、段差の外周に所定の間隙で装着可
能な直径を有している。保持リングは円筒形状であっ
て、その中心に貫通穴を有している。この保持リングの
外周は、ピストン部の外周と同等の直径に形成してあ
る。また、この保持リングの一端面は、軸心に対して垂
直に形成してある。

【０００９】ディスプレッサのロッドは、駆動ピストン
の軸心に形成した円筒穴を貫通して、この円筒穴に設け
た軸受シールによって半径方向を支持されている。シー
ルは段差の外周に装着され、保持リングは、この段差に
装着したシールに軸方向圧力をかけない位置に挿設され
ている。そして、このシールは、保持リングの一端面と
段差の側面との間で、半径方向に移動可能であるように
構成してあることを特徴とする。

【００１０】次に、上記スターリング装置のディスプレ
ッサ・シール組立の作用効果について説明する。このシ
ールは、それぞれ軸方向に垂直な段差の側面と保持リン
グの側面との間に挟まれて、この段差の外周に装着され
ているが、軸方向に圧縮力を受けていない。すなわち、
段差の側面と保持リングの側面との軸方向間隙は、この
シールの巾より僅かに広くなっている。したがって、シ
ールは、このシールの両端に掛かるガスの僅かな圧力差
によって、一方の側面に押し付けられて、この側面とシ
ールの側面との間からガスが漏洩するのを防止する。

【００１１】また、シールの円形穴の内周は、段差の外
周より大きい直径を有しているため、シールを段差の外
周に挿入した場合は、段差に対して半径方向に相対移動
が可能である。一方シールの外周は、シリンダの内周に
密接挿入可能な形状に形成してある。したがって、ディ
スプレッサの外周とシリンダの内周との間隙や真直度や
同心度が、多少大きめになっても、シールが半径方向に
移動することによって、シールの外周とシリンダの内周
との密接状態が保持され、ガスが漏洩するのを防止す
る。

【００１２】このシールは、従来の割りリング等とは異
なって円周上にスリットを有しないため、シリンダに対
してなんら半径方向の圧着力を及ぼさないが、一方、ス
ターリング装置では、駆動ピストンの往復運動によって
生じるディスプレッサの前後空間の圧力差は極めて少な
い。したがって、シリンダの内周面に密接挿入可能なシ
ールを採用すれば、半径方向圧力を掛けてシールを圧着
しなくても、ガス洩れを十分防止する効果が得られる。
そして、シリンダへ半径方向の圧力を与えないため、シ
リンダとシールとの摩擦力は極めて小さくなり、この摩
擦力がディスプレッサの作動に影響することや、焼付け
の発生がなくなる。さらに、このシールの採用によって
ガス洩れを十分防止できるので、シリンダとディスプレ
ッサとの間隙を極めて小さく設定するために摺動面を高
精度に仕上げる必要がなくなる。

【００１３】また、このシールは、ディスプレッサの外
周摺動面とロッド外径に対する厳しい同心度の要求を解
消する。すなわち、ディスプレッサの半径方向位置は、
ロッドが駆動ピストンの貫通穴に設けた軸受シールによ
って支持される位置で決まるが、シールがディスプレッ
サに設けられた段差内で半径方向に移動可能であるた
め、ディスプレッサの外周摺動面とロッド外径との同心
度は、もはや重要ではなくなるからである。

【００１４】なお本発明は、スターリング装置を原動機
として使用する場合と、外部から動力を与えて冷凍機と
して使用する場合とのいずれに適用する場合も含む。こ
こでシールの材料としては、原動機として使用する場合
は金属等の耐熱材料、冷凍機として使用する場合は金属
材料に限らずプラスチック材等の合成樹脂も含まれる。
また、段差へ保持リングを取り付ける手段は、ネジ止め
が望ましいが、ロウ付け等の保持リングを軸方向に固定
する手段であれば、その他ロウ付け等も含まれる。

【００１５】請求項２に記載のスターリング装置のディ
スプレッサ・シール組立は、請求項１において、シール
の外周を、中央部が軸心に平行であって、この中央部両
端からこのシールの両側面に向けて直径を減少させ、シ
リンダの内周面とで楔形状の空間を形成するように形成
してあることを特徴する。

【００１６】ここで、シールの中央部両端からこのシー
ルの両側面に向けて直径を減少させる形状とは、単にシ
ールの外周両端にチャンファやコーナリングアールを付
けるものではなく、先端角度の小さい楔型空間を形成す
るものを意味する。

【００１７】このように発明を構成することにより、シ
ールとシリンダとの摩擦力を更に減少することができ
る。すなわち、上述したように、シールは、スリットの
無い連続リングであるため、シールの外周はシリンダの
内周に圧着されない。一方、圧着しなくても、ディスプ
レッサの前後空間の圧力差は小さいので、ガス洩れは十
分防止できる。

【００１８】さて、シールの外周両端を、シリンダの内
周面と楔形状の空間を形成するように形成した場合に
は、ディスプレッサが往復運動すると、この楔状の隙間
に、空気が圧入されて、シールの外周とシリンダの内周
との間隙に圧縮空気層が形成される。したがってシール
は、この圧縮空気層をクッションとして、シリンダの内
周からいわば浮揚した状態で往復運動することになり、
摺動面の機械的接触が無くなって摩擦力が殆どゼロに低
減し、摺動面の磨耗が更に低減できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜３を参照しつつ、請求項１
に記載したスターリング装置のディスプレッサ・シール
組立を説明する。なお、このスターリング装置は、冷凍
機として使用するものである。図１及び図２に示すスタ
ーリング装置は、それぞれアルミ材からなるディスプレ
ッサ２と、駆動ピストン９と、シリンダ５と、後述する
シール１と、保持リング３とを備えている。ディスプレ
ッサ２と駆動ピストン９とは、シリンダ５に同心状に形
成した円筒穴の内周面５ａ，５ｂに沿って、それぞれ相
互に対抗して往復運動するように構成してある。ディス
プレッサ２は、円筒形状からなるピストン部２ａと、こ
のピストン部とそれぞれ同心状の２つの段差、すなわち
第１の段差２ｂと第２の段差２ｃと、ロッド４とから構
成される。

【００２０】ピストン部２ａの外周は、シリンダ５の内
周面５ａに、十分な半径方向の間隙をもって挿入可能な
直径に形成してある。第１の段差２ｂはピストン部２ａ
の一端に連設してあり、このピストン部の外周より小さ
い直径の外周を有している。第１の段差２ｂの外周とピ
ストン部２ａの外周端とを連ぐ側面２ｄは、軸心に垂直
に形成してある。また、第２の段差２ｃは、第１の段差
２ｂの一端に連設してあり、この第１の段差の外周面よ
り小さい直径の外周を有している。ロッド４は、第２の
段差２ｃの一端に連設してあり、この第２の段差の外周
より小さい直径の円断面形状を有している。ロッド４の
先端４ａは、駆動ピストン９の軸心に形成した円筒穴９
ａを貫通して、この円筒穴に設けた軸受シール１０によ
って、半径方向を支持されている。

【００２１】なお、ロッド４と軸受シール１０との間隙
は、駆動ピストン９の前後間のガス洩れを防止するため
に十分小さくすることが必要になるが、ディスプレッサ
２の質量が十分小さい場合は、軸受シール１０がロッド
４に密接する、単純なプラスチックのすべり軸受とする
ことが好ましい。たとえば、ポリテトラフルオロエチレ
ン加工したホモポリマーアセタール樹脂を使用した軸受
シール１０は、陽極酸化処理アルミニウム製のロッド４
に対して良好に作動する。なお、摩擦力をより低減する
ためには、軸受シール１０を気体軸受とすることもでき
る。

【００２２】また、ロッド４の端部４ａは、シリンダ５
の一端部にネジ２０により取り付けられた円形バネ２１
の中心に支持されている。なお、駆動ピストン９の一端
部も、同様な円形バネに支持されている。円形バネ２１
等は、駆動ピストン９とディスプレッサ２との、相対往
復運動の位相を最適に調整するものであるが、半径方向
の弾性力は小さい。したがって、ディスプレッサ２は、
ロッド４の外周と駆動ピストン９の中心に設けた軸受シ
ール１０によって、半径方向を支持されている。

【００２３】図３に示すシール１は、射出成形プラスチ
ック材からなり、矩形断面形状のリング形状を有してい
る。シール１の外周は、シリンダ５の内周面５ｂに密接
挿入可能な形状に形成してある。すなわち、シール１の
外周とシリンダ５の内周との半径方向の間隙は、過度な
ガス漏れを防ぐのに十分なほど小さくなければならない
が、大きな摩擦力が発生しないようにしてある。通常
は、この半径方向の間隙は、最大で駆動ピストン９の外
周に要求される半径方向の間隙の４倍以内である。な
お、スターリング装置を原動機として使用する場合は、
シール１は、ステンレス等の金属材料を使用する。

【００２４】シール１の円形穴の内周は、第１の段差２
ｂの外周にこのシールを挿入した場合に、半径方向に移
動可能な直径に形成してある。すなわち、シール１の円
形穴の内周と第１の段差２ｂの外周との半径方向間隙
は、シリンダ５の内周面５ａとピストン部２ａの外周と
の半径方向間隙より大きくしてある。これにより、たと
えピストン部２ａの外周がシリンダ５の内周面５ａの一
方に接触するまで偏心したとしても、この偏心とは無関
係にシール１の外周とこのピストン部の外周との接触が
確保される。また、シール１の巾は、第１の段差２ｂの
軸方向長さより僅かに狭い巾に形成してある。

【００２５】第２の段差２ｃの外周には雄ネジが形成し
てあり、この雄ネジにプラスチック材からなる保持リン
グ３を螺設する。保持リング３の一端面３ａは軸心に対
して垂直に形成してある。保持リング３は、第１の段差
２ｂと第２の段差２ｃとを連ぐ側面２ｅに当設する位置
で、軸方向位置が定まる。シール１は、保持リング３の
一端面３ａとこの第１の段差の側面２ｄとに挟まれて、
第１の段差２ｂの外周に装着される。なお、シール１の
巾は、第１の段差２ｂの軸方向長さより僅かに狭い巾に
形成してあるため、保持リング３は、このシールに対し
て軸方向圧縮力を与えない。

【００２６】なお図４に、保持リング３の他の軸方向位
置決め手段を示す。なお、関連する部位等の番号は、図
３に示す番号に１００を加えて区別してある。この手段
では、図３に示す第２の段差２ｃを設けていない。ディ
スプレッサ１０２の第１の段差１０２ｂの外周の軸方向
長さは、シール１０１の巾より長くしてあり、この第１
の段差の一端には、この第１の段差の外周より直径の小
さい外径の雄ネジ１０４ｂが形成してある。一方保持リ
ング１０３の軸心には、第１の段差１０２ｂの外周に密
接挿入可能な円筒穴と、雄ネジ１０４ｂに螺合する雌ネ
ジとが同心状に形成してある。そして、シール１０１の
軸方向巾は、保持リング１０３の円筒穴と雌ネジとを連
ぐ側面１０３ｂが、ディスプレッサ１０２の第１の段差
１０２ｂと雄ネジ１０４ｂとを連ぐ側面１０２ｅに当設
する場合に、このシールに軸方向圧縮力を与えない寸法
にしてある。

【００２７】次に、図１〜３を参照して、冷凍機として
のスターリング装置の作用を概説しつつ、シール１の作
用効果について説明する。スターリング装置は、板金製
の円筒形状をした後部ケーシング３０と前部ケーシング
３１と薄板からなる前部カバー３２とによって密閉され
ており、この後部ケーシング３０内の空間１２には、圧
縮ヘリウムが作動媒体として密封してある。図２におい
て、駆動ピストン９が、リニアモータ４０によって右方
向に移動すると、この駆動ピストンとディスプレッサ２
とに挟まれた、空間１１にあるヘリウムガスは、圧縮さ
れて高温高圧のガスになる。空間１１は、前部ケーシン
グ３１内に収納した放熱部４１と蓄熱部４２と吸熱部４
３内を通じて、ディスプレッサ２の右端面と前部カバー
３２とで挟まれた右側空間１３と連通している。したが
って、ディスプレッサ２の空間１３のガスも同時に高圧
となり、このディスプレッサの左右空間１１，１３の圧
力は同じになる。

【００２８】ところが、ディスプレッサ２の左側の受圧
面積は、ロッド４の断面積分だけ少なくなっており、こ
のロッド４の先端には、駆動ピストン９の左側空間１２
内の密封ガスの圧力が掛かっているが、この圧力は右側
空間１３の圧縮されたガス圧力より低い。したがって、
僅かなロッド４の断面積分の差による小さな圧力差によ
って、ディスプレッサ２は左方向に移動し、このディス
プレッサの左側空間１１内にある圧縮された高温高圧ガ
スを、放熱部４１と蓄熱部４２と吸熱部４３内を通し
て、ディスプレッサ２の右側空間１３に移動する。そし
て、この移動に際して、高温高圧の圧縮ガスの熱は、放
熱部４１で外部に放熱し、蓄熱部４２で吸熱され蓄熱さ
れる。

【００２９】次に、駆動ピストン９が、リニアモータ４
０によって左方向に移動すると、この駆動ピストンの右
側とディスプレッサ２の左側とに挟まれた空間１１にあ
るガスは膨張する。そして同時に、空間１１と連通して
いるディスプレッサ２の右側空間１３にあるガスも膨張
して、低温低圧のガスになる。この場合は上記と逆に、
ディスプレッサ２の右側圧力が、ロッド４の断面積分だ
け左側圧力より低くなるため、このディスプレッサは、
右方向に移動する。したがって、ディスプレッサ２の右
側の空間１３にあるガスは、吸熱部４３と蓄熱部４２と
放熱部４１とを通じて左側空間１１に移動する。そして
この移動に際して、低圧低温ガスは吸熱部４３で外部か
ら熱を吸熱し、さらに放熱部４１で蓄熱されている熱を
回収する。

【００３０】このようにして、冷凍機としてのスターリ
ング装置は、駆動ピストン９をリニアモータ４０によっ
て圧縮、膨張行程を繰り返させ、ロッド４の断面積分の
差圧によって、ディスプレッサ２をこの駆動ピストンと
対抗させて往復させる。そして、ディスプレッサ２の往
復運動によって、高圧高温ガスと低温低圧ガスを、交互
に放熱部４１と蓄熱部４２と吸熱部４３を通過させ、こ
の放熱部で熱を外部に放出する一方、この吸熱部で外部
から熱を吸熱して外部の冷凍区画を冷凍する。なお、蓄
熱部４２は、圧縮時にガスの熱の一部を蓄え、膨張時に
この蓄熱を回収する。したがって、冷凍機としての動作
係数を高めることができる。

【００３１】さて以上説明したように、スターリング装
置のディスプレッサ２は、このディスプレッサの左右空
間１１，１３の圧力は同じであり、ロッド４の断面積分
の僅かな圧力差によって往復運度を行なうものである。
したがって、このような条件のもとで、シール１は次の
作用効果を有する。シール１は、第１の段差２ｂに、保
持リング３とこの段差の側面２ｄに挟まれて軸方向位置
が拘束されるが、この段差の外周の軸方向長さより僅か
に巾が狭いので、軸方向に圧縮力を受けない。一方、保
持リング３の端面と第１の段差２ｂの側面２ｄとは、軸
方向に垂直になっている。したがって、ピストン１の左
右の圧力が過渡的に変化した場合には、その圧力差によ
ってこのピストンの側面が一方の垂直面に密接して、こ
のシールの側面からのガス洩れを防止する。

【００３２】また、シール１の外周は、シリンダ５の内
周面５ａに密接する形状になっているが、割シールリン
グのようにこのシリンダの内周面に圧着するものではな
い。したがって、シール１の外周を、シリンダ５の内周
面５ａに密着する直径に形成しておけば、このシリンダ
との摩擦力は極めて小さくすることができ、さらに磨耗
の進行も抑えることができる。一方において、上述した
ようにディスプレッサ２の前後空間１１，１３の圧力は
ほぼ同じであるため、シール１の外周とシリンダ５の内
周５ａとの僅かな隙間から洩れるガスを、極めて少量に
抑えることができる。

【００３３】さらに、シール１の円形穴の内周と第１の
段差２ｂの外周との半径方向の間隙は、想定されるシリ
ンダ５の内周面５ａとピストン部２ａの外周との最大間
隙より大きくしてある。一方、ディスプレッサ２自体
は、ロッド４と駆動ピストン９の貫通穴に設けた軸受シ
ール１０とによって半径方向に支持される。したがっ
て、シリンダ５の内周面５ａとピストン部２ａの外周と
の間隙をある程度大きくしておけば、ロッド４とピスト
ン部２ａとの真直度や同心度、あるいは軸受シール１０
の真直度や同心度等が多少ずれて、このピストン部の外
周がこのシリンダの内周面の一方に偏心した場合にも、
シール１が半径方向に移動することにより、このシール
の外周はこのシリンダの内周に適正に密接する。

【００３４】図４に示すシール１０１の外周は、中央部
が軸心に平行でこの中央部両端からこのシールの両側面
に向けて半径を減少させた楔形状１０１ａに形成してあ
る。なお、この楔形状のシール１０１の設計について
は、ゼット・ピー・モールレートス（Z. P. Mourelato
s）が理論および実験に基づき、１９８８年に発行され
たアメリカ機械学会誌（ASME Paper No. 88-Trib-26)、
題名：運動荷重を受ける内燃機関に使用されるシールリ
ングを装着しないピストンのガス潤滑（Gas Lubricatio
n of a Ringless Piston in an Internal Combustion E
ngine under Dynamic Loading）に公表した、理論計算
手段を利用することができる。

【００３５】シール１０１をこのように形成すると、デ
ィスプレッサ２が往復運動をするときに、このシール外
周の両端の楔形状１０１ａの空間にガスが圧入され、こ
のガス圧力によってこのシールの外周がシリンダ５の内
周面５ａから浮揚する。したがって、シール１とシリン
ダ５との機械的な接触が無くなり、摩擦力は殆どゼロに
減少する。

【００３６】

【発明の効果】シールの外周とシリンダの内周との間で
ガス洩れを防止できるので、ディスプレッサの外周とシ
リンダの内周との間隙を、ある程度大きく設定すること
ができる。このため、ディスプレッサの外周とシリンダ
の内周との摺動面、並びにディスプレッサ、駆動ピスト
ン及びシリンダ間相互の同心度や間隙寸法等を、高精度
に仕上げる必要がなくなり、また、変形しない材料を使
用するための材料費や加工費を低減できる。

【００３７】スターリング装置のディスプレッサの前後
圧力差は小さいので、シールの外周をシリンダの内周に
密接する寸法にしておけば、十分ガス洩れを防止でき
る。なお、シールの側面は圧力差によって保持リングの
側面等に押し付けられるので、シールの側面からのガス
洩れも防止できる。一方シールは連続リング形状である
ため、割りリングのようにシリンダの内周に半径方向の
圧力を負荷しない。したがってシールとシリンダとの摩
擦力は極小さくなるため、ディスプレッサの往復運動に
影響を与えない。また、シールとシリンダとの摺動面の
磨耗も低減することができる。

【００３８】シールは、軸方向及び半径方向に拘束され
ないように装着されるので、半径方向にディスプレッサ
と相対移動できる。したがって、ディスプレッサの軸心
が多少ずれても、シールの外周とシリンダの内周との密
接性を保持することができるだけでなく、シールの外周
がシリンダの内周に圧着力を掛けることも防止できる。
また、シールの巾はそれほど広くないので、ディスプレ
ッサの軸心が多少傾いても、シールの外周とシリンダの
内周との密接性は殆ど変化しない。

【００３９】以上をまとめると、ディスプレッサの外周
とシリンダの内周との間隙をある程度大きく設定するこ
とができること、及びディスプレッサの偏心によってシ
ール外周の密接性が殆ど変化しないことにより、ディス
プレッサや駆動ピストンやシリンダ間の同心度及び間隙
寸法等の加工精度を緩和することが可能になり、製造コ
ストが大幅に低減する。

【００４０】シールはシリンダの内周に圧着力を掛けな
いので、ディスプレッサの作動に影響を与えず、また磨
耗が少ないために耐久性が向上する。シール自体は、冷
凍機に使用する場合は射出形成プラスチック材、そして
原動機として使用する場合はステンレス等の耐熱性金属
を使用でき、加工も円筒リング形状にするだけであるの
で、極めて安価に製造できる。さらにシールは、保持リ
ングによりディスプレッサの段差に装着するだけで組み
付けることができるので、組立性や交換性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】スターリング装置のディスプレッサ・シール組
立の斜視構成図である。

【図２】スターリング装置のディスプレッサ・シール組
立の断面構成図である。

【図３】スターリング装置のディスプレッサ・シール組
立の拡大断面構成図である。

【図４】スターリング装置のディスプレッサ・シール組
立の拡大断面構成図である。

【符号の説明】

１，１０１ シール ２，１０２ ディスプレッサ ２ａ ピストン部 ２ｂ，１０２ｂ 第１の段差 ２ｃ 第２の段差 ３，１０３ 保持リング ４，１０４ ロッド ５ シリンダ ５ａ，５ｂ シリンダの内周面 ９ 駆動ピストン １０ 軸受シール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスプレッサ(2)と駆動ピストン(9)とシ
   リンダ(5)とシール(1)と保持リング(3)とを備え、 上記ディスプレッサ(2)と駆動ピストン(9)とは、上記シ
   リンダ(5)と同心状に形成した円筒穴の内周面(5a)、(5
   b)に沿って、それぞれ相互に対抗して往復運動するよう
   に構成してあり、 上記ディスプレッサ(2)は、円筒形状からなるピストン
   部(2a)と、このピストン部とそれぞれ同心状の段差(2b)
   とロッド(4)とからなり、 上記ピストン部(2a)の外周は、上記シリンダ(5)の内周
   面(5a)に所定の間隙で挿入可能な直径を有し、 上記段差(2b)は上記ピストン部(2a)の一端に連設してあ
   って、このピストン部の外周より小さい直径の外周を有
   し、 上記段差(2b)の外周と上記ピストン部(2a)の外周端とを
   連ぐ側面(2d)は、軸心に垂直に形成してあり、 上記ロッド(4)は上記段差(2b)の一端に連設してあって
   円断面形状を有しており、 上記シール(1)はリング形状であって、その中心に円形
   穴を有しており、 上記シール(1)の外周は、上記シリンダ(5)の内周面(5a)
   に密接挿入可能な直径を有し、 上記シール(1)の円形穴の内周は、上記段差(2b)の外周
   に所定の間隙で装着可能な直径を有し、 上記保持リング(3)は円筒形状であって、その中心に貫
   通穴を有しており、 上記保持リング(3)の外周は、上記ピストン部(2a)の外
   周と同等の直径に形成してあり、 上記保持リング(3)の一端面(3a)は軸心に対して垂直に
   形成してあり、 上記ロッド(4)は、上記駆動ピストン(9)の軸心に形成し
   た円筒穴(9a)を貫通して、この円筒穴に設けた軸受シー
   ル(10)によって半径方向を支持されており、 上記シール(1)は、上記段差(2b)の外周に装着され、 上記保持リング(3)は、上記段差(2b)に装着した上記シ
   ール(1)に軸方向圧力をかけない位置に挿設され、 上記シール(1)は、上記保持リング(3)の一端面(3a)と上
   記段差(2b)の側面(2d)との間で、半径方向に移動可能で
   あるように構成してあることを特徴とするスターリング
   装置のディスプレッサ・シール組立。
2. 【請求項２】請求項１において、前記シール(1)の外周
   を、中央部が軸心に平行であってこの中央部の両端から
   このシールの両側面に向って直径を減少させ、前記シリ
   ンダ(5)の内周面(5a)とで楔形状の空間を形成するよう
   に形成してあることを特徴するスターリング装置のディ
   スプレッサ・シール組立。