JP2005337079A - スターリング機関及びその取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 効果的に防振支持され得るスターリング機関、及びかかるスターリング機関の取付け構造を提供する。
【解決手段】 スターリング機関１は軸線を水平にする形で取付け部材１００により取付け基盤に取付けられる。取付け部材１００はスターリング機関１を支持する取付けスパンＳを有し、その取付けスパンＳの間にスターリング機関１の重心Ｇが納まるよう動吸振器６０の質量及び位置が設定されている。取付け部材１００はスターリング機関１の外殻５０を支える枕部材１０１と、外殻５０を上から押さえる押さえ部材１０２からなる。押さえ部材１０２と枕部材１０１を貫通するボルト１０３を取付け基盤にねじ込み、枕部材１０１と押さえ部材１０２で外殻５０を挟持する。
【選択図】 図３

Description

本発明はフリーピストン形のスターリング機関、すなわち、逆スターリングサイクルを構成して成るスターリング冷凍機や、スターリングサイクルを構成して成るスターリングエンジン（例えばスターリング発電機）などのスターリング機関及びその取付け構造に関する。

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。特許文献１にフリーピストン形のスターリング機関（冷凍機）の例を見ることができる。
特開２００４−５２８６６号公報（第５−６頁、図１）

フリーピストン形のスターリング機関は、ピストンとディスプレーサを同一軸線上で位相を異ならせて往復運動させるため、必然的に騒音と振動を伴う。スターリング機関を搭載した機器に振動が伝わり、機器全体が共鳴、共振するようなことになると騒音レベルが著しく高くなり、商品価値が落ちる。そのため、このような現象が生じないようにスターリング機関を防振支持する必要がある。しかしながら、このような場合一般的に行われる、防振材や防音材を多用するようなやり方は、コスト面で好ましくない。ここでは、スターリング機関と同一軸線上に、板バネと錘を主構成要素とする動吸振器を配設して、振動を吸収することが考えられる。

スターリング機関は、電力を供給するための端子部や、作動ガス封入用のパイプ、再生器外周りなど、強度的に弱い部分が露出しており、これらに取付け部材が接触することは避ける必要がある。また放熱や吸熱を行う熱交換部には外部熱交換器が配設されるため、ここも取付け部材の取付け箇所とできない。このように取付け部材の取付け領域が制限されるなか、スターリング機関を安定的に取付けるには、まず、スターリング機関の重心が取付け部材の取付けスパン間に位置するように設計する必要がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、性能に悪影響を及ぼすことなく効果的に防振支持され得るスターリング機関、及びかかるスターリング機関の取付け構造を提供することを目的とする。

本発明では、スターリング機関を次のように構成する。

（１）ピストンの往復動に起因する振動を吸収する動吸振器を具備して成るフリーピストン形スターリング機関であって、該スターリング機関の外殻に取付けられる取付け部材により機器に取付けられるスターリング機関において、前記取付け部材のピストン往復動方向外側端間にスターリング機関の重心が納まるよう前記動吸振器の質量及び位置を設定して成るものとする。（スターリング機関に取付け部材を固着するものにあっては、スターリング機関の重心は取付け部材を含んだスターリング機関の重心であり、スターリング機関に後から取付け部材を取付けるものにあっては、スターリング機関の重心は取付け部材を含まないスターリング機関の重心である。）

（２）ストンの往復動に起因する振動を吸収する動吸振器を具備して成るフリーピストン形スターリング機関であって、該スターリング機関の外殻に取付けられる取付け部材により機器に取付けられるスターリング機関において、前記取付け部材が取付けられる所定取付け領域のピストン往復動外側端間にスターリング機関の重心が納まるよう前記動吸振器の質量及び位置を設定して成るものとする。前記所定取付け領域は、スターリング機関の支持に用いるのに好ましい外殻領域のことであり、スターリング機関が機器に取付けられたときの取付け部材取付け位置は結果的に前記所定取付け領域に含まれる。

（３）前記のように構成されたスターリング機関において、前記取付け部材が、前記外殻を支える枕部材と、外殻を上から押さえる押さえ部材からなり、前記枕部材と押さえ部材により前記外殻を挟持する。

（４）前記のように構成されたスターリング機関において、前記取付け部材が、前記外殻の軸線を対称軸とする形で対称的に配置された取付け金具からなり、これらの取付け金具を前記外殻に固定する。

（５）前記のように構成されたスターリング機関において、前記取付け部材は、軸線方向に複数配置された取付け部材の集合からなり、前記ピストン往復動方向外側端間は最外端同士の間である。

また本発明では、スターリング機関の取付け構造を次のように構成する。

（６）前記スターリング機関に取付けられた取付け部材を、機器への取付けスパンの間にスターリング機関の重心が納まるように機器に取付ける。

（１）本発明の構成では、スターリング機関を機器に取付けるために該スターリング機関の外殻に取付けられる取付け部材のピストン往復動方向外側端間にスターリング機関の重心が納まるよう動吸振器の質量及び位置を設定するから、振動が抑制されたスターリング機関の支持、取付けを行うことができ、スターリング機関を搭載した機器全体が共鳴したり共振したりする現象が回避される。このため機器全体の振動レベルは抑制されたものとなる。

（２）また本発明の構成では、スターリング機関を機器に取付けるための取付け部材が取付られる所定取付け領域のピストン往復動方向外側端間にスターリング機関の重心が納まるよう動吸振器の質量及び位置を設定するから、前記所定取付け領域に別途取付け部材を取付けることによりスターリング機関の振動が抑制され、スターリング機関を搭載した機器全体が共鳴したり共振したりする現象が回避される。このため機器全体の振動レベルは抑制されたものとなる。

（３）取付け部材が、前記外殻を支える枕部材と、外殻を上から押さえる押さえ部材からなり、これら枕部材と押さえ部材により外殻を挟持するものであるから、取付け構造を簡素にできるとともに、外殻の直径にばらつきがあったとしてもそれを吸収することが可能である。

（４）取付け部材が、前記外殻の軸線を対称軸とする形で対称的に配置された取付け金具からなり、これらの取付け金具を外殻に固定するものであるから、取付け構造が簡素かつ強固なものになる。

（５）取付け部材は、軸線方向に複数配置された取付け部材の集合であるから、異なるサイズのスターリング機関に容易に適合でき、また、ピストン往復動方向最外端間にスターリング機関の重心が納まるよう動吸振器の質量及び位置を設定するので、設定が容易である。

（６）スターリング機関に取付けられた取付け部材を、機器への取付けスパンの間にスターリング機関の重心が納まるように機器に取付けるから、スターリング機関の振動が抑制され、スターリング機関を搭載した機器全体が共鳴したり共振したりする現象が回避される。このため機器全体の振動レベルは抑制されたものとなる。

最初に、本発明が適用されるべきスターリング機関の構造を図１、２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は外観斜視図である。

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。このシリンダ１０、１１の軸線がスターリング機関１の軸線を構成する。なお本明細書及び特許請求の範囲と要約書において、単に「軸線」と称するときは、スターリング機関１の軸線を指すものとする。そして、軸線方向はピストン往復動方向である。

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、後述するガスベアリングによりシリンダ１０、１１の内壁に接触することなく往復運動する。なおピストン１２とディスプレーサ１３は所定の位相差を備えて動く。

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が固定される。ディスプレーサ１３の一方の端からはディスプレーサ軸１５が突出する。ディスプレーサ軸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。

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を囲む管体２５と、外側ヨーク２２、内側ヨーク２３、及び管体２５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２６、２７とを備える。マグネット２４はマグネットホルダ１４に固定されている。

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。ディスプレーサ軸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２７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（一般的には約９０゜の位相差）をもたせて共振させる役割を果たす。

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外部熱交換器を構成する伝熱ヘッド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。

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、ディスプレーサ軸１５、及び内部熱交換器４２で囲まれる環状の空間は圧縮空間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。

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は容器に金網などの充填材（マトリックス）を詰め込んだり、金属薄板や合成樹脂フィルムをコイル状に巻いたりして形成したものであって、作動ガスが通る空隙を内部に有する。再生器４７の外側を再生器チューブ４８が包む。再生器チューブ４８は伝熱ヘッド４０、４１の間に気密通路を構成する。

リニアモータ２０、シリンダ１０、及びピストン１２を覆う筒状の圧力容器が外殻５０を形成する。外殻５０の内部はバウンス空間５１となる。

外殻５０の構造は次のようになっている。すなわち外殻５０は、伝熱ヘッド４０に接合されるリング状部５２と、このリング状部５２に接合されるキャップ状部５３とに２分割されている。リング状部５２、キャップ状部５３ともステンレス鋼製である。リング状部５２の一端はテーパ状に絞り込まれ、伝熱ヘッド４０にロウ付けされる。キャップ状部５３はパイプの内面に鏡板５３ａを溶接した構造である。

リング状部５２の他端と、これに向かい合うキャップ状部５３の開口端には、フランジ形状部５４、５５が設けられる。フランジ形状部５４、５５はいずれもステンレス鋼製のリングをリング状部５２とキャップ状部５３に溶接して形成されるものであり、最終的にはフランジ形状部５４、５５を溶接して密閉状態の外殻５０を形成する。

外殻５０には、リニアモータ２０に電力を供給するための端子部２８と、内部に作動ガスを封入するためのパイプ５０ａが配置される。これらはいずれもキャップ状部５３の外周面から放射方向に突出するように設けられる。

外殻５０にはピストン１２及びディスプレーサ１３の振動を吸収する動吸振器６０が取付けられる。動吸振器６０は、外殻５０に固定されるベース６１と、ベース６１にスペーサを介して支持される板状のスプリング６２と、スプリング６２に支持されるマス（質量）６３とから成る。そして、動吸振器６０を取付ける位置、すなわちベース６１を取付ける位置（外殻５０の右端位置）を変えることによりスターリング機関１の軸線方向における相対位置を変えてスターリング機関１の重心Ｇ（図２において、丸にクロスの図形によりその位置が象徴されている）を設計的に変えることができる。

スプリング６２とマス６３は、ピストン１２及びディスプレーサ１３の振動と共振するようにバネ定数と質量が設定される。マス６３とスプリング６２はベース６１との間のスペーサの高さを変えることにより、スターリング機関１の軸線方向における相対位置を調節して重心Ｇを調節することが可能である。そして、マス６３の質量もスプリング６２のバネ定数を対応させれば共振周波数を維持したまま調節することが可能であり、設計的に重心Ｇを変えることができる。従って、マス６３の質量と位置、すなわち動吸振器６０の質量と位置を変えることにより、スターリング機関１全体の重心Ｇを変えることができる。

図２には、外殻５０の表面の中で、スターリング機関１の支持に用いるのに好ましい領域（これを「所定取付け領域」と称する）が、斜線部分として示されている。所定取付け領域のピストン往復動方向外側端間（図２の左側の所定取付け領域の左端と右側の所定取付け領域の右端の間）に重心Ｇが納まるよう動吸振器６０の質量及び位置を設定することができる。そして、この所定取付け領域に後述する取付け部材を取付けることにより、振動が抑制されたスターリング機関１の支持、取付けを行うことができる。

ピストン１２の内部は空洞８０となっている。空洞８０はピストン１２の端面に配置される逆止弁９０を介して圧縮空間４５に連通する。ピストン１２の外周面にはガスベアリングを形成する凹部８１が同一円周上に所定の角度間隔で複数個配置されている。凹部８１の底部にはピストン１２を貫通する形で金属細管８２が打ち込まれ、この金属細管８２を通じて空洞８０から凹部８１に作動ガスが供給される。凹部８１の環状列はピストン１２の軸線方向に間隔を置いて２箇所以上形成する。すなわちガスベアリングを２箇所以上に形成する。

ディスプレーサ１３の内部も空洞８５となっている。空洞８５はディスプレーサ１３の端面に配置される逆止弁９０を介して圧縮空間４５に連通する。ディスプレーサ１３の外周面にはガスベアリングを形成する凹部８６が同一円周上に所定の角度間隔で複数個配置されている。凹部８６の底部に打ち込まれた金属細管８７を通じて空洞８５から凹部８６に作動ガスが供給される。凹部８６の環状列はディスプレーサ１３の軸線方向に間隔を置いて２箇所以上形成される。

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。

ディスプレーサ系（ディスプレーサ１３、ディスプレーサ軸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がピストン１２の駆動周波数に共振するよう設定する。

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と所定の位相差を有して同期して振動する。

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。

運転中に圧縮空間４５と膨張空間４６の間を往復する作動ガスは、内部熱交換器４２、４３を通過する際に、その有する熱を内部熱交換器４２、４３を通じて伝熱ヘッド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。

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は熱の保管庫としての役割を果たす。

ピストン１２とディスプレーサ１３が往復運動し、作動ガスが移動すると、スターリング機関１に振動が生じる。動吸振器６０がこの振動を吸収する。

圧縮空間４５の中の高圧の作動ガスの一部は逆止弁９０を通じてピストン１２の空洞８０及びディスプレーサ１３の空洞８５に入り込む。そして凹部８１、８６から噴出する。噴出する作動ガスにより、ピストン１２の外周面とシリンダ１０の内周面との間、またディスプレーサ１３の外周面とシリンダ１１の内周面の間にガスの膜が形成され、ピストン１２とシリンダ１０との接触、またディスプレーサ１３とシリンダ１１との接触が防がれる。

ピストン１２とディスプレーサ１３のガスベアリングはそれぞれ軸線方向に間隔を置いて２個以上設けられているので、往復運動時、ピストン１２がシリンダ１０に対して、またディスプレーサ１３がシリンダ１１に対して、軸線方向に傾くことがない。従ってピストン１２とシリンダ１０、またディスプレーサ１３とシリンダ１１との接触が確実に回避され、接触部の摩擦によるエネルギー損失、あるいは接触部の摩耗といった問題が発生しない。

本発明の眼目は、上記のようなスターリング機関１を機器（例えば冷却庫）に搭載する取付け構造にある。以下、取付け構造の実施形態を図３〜７に基づき説明する。図３〜７はいずれも外観斜視図である。なお各図において、取付け基盤となる機器側の部材は省略して描いてある。

取付け構造の第１実施形態を図３に示す。スターリング機関１は所定取付け領域（図２における斜線部分）に取付け部材１００が取付けられ、軸線を水平にして機器に取付けられる。取付け部材１００を構成するのは外殻５０を下から支える枕部材１０１と、外殻５０を上から押さえる押さえ部材１０２である。枕部材１０１も押さえ部材１０２も板金を折曲して形成されるものであり、スターリング機関１の端の方から見た場合、枕部材１０１は略Ｍ字形で、スターリング機関１を安定して支えるため脚部を開いた形になっている。同じくスターリング機関１の端の方から見た場合、押さえ部材１０２は倒立したＵ字形で、枕部材１０１に外側からぴったりと重なる寸法になっている。また枕部材１０１の脚部はスターリング機関１をパイプ５０ａが取付け基盤に接触しない高さに支える長さを有する。

スターリング機関１の搭載にあたっては、取付け基盤の上に枕部材１０１の脚部を置き、枕部材１０１の中央の窪みの中に外殻５０をはめ込む。その上から押さえ部材１０２を重ね、押さえ部材１０２と枕部材１０１を共に貫通するボルト１０３を取付け基盤にねじ込んで締め付ければ、外殻５０は押さえ部材１０２と枕部材１０１の間に挟持され、固定される。

枕部材１０１と押さえ部材１０２のペアは２組設ける。１組は外殻５０のリング状部５２に配置し、他の１組はキャップ状部５３に配置する。２個の枕部材１０１はスターリング機関１の軸線方向において所定長さ引き離されている。すなわち２個の枕部材１０１により、ピストン往復動方向に所定長さの取付けスパンＳを確保している。取付けスパンＳは、２個の枕部材１０１の、外側に位置するピストン往復動方向端同士の間隔である。従って、この取付けスパンＳの間にスターリング機関１の重心Ｇが納まることになる。枕部材１０１と押さえ部材１０２は許される範囲で重心Ｇから離しておくのが好ましい。

このように取付けることにより、スターリング機関１の振動が抑制され、スターリング機関１を搭載した機器全体が共鳴したり共振したりする現象が回避される。さらに、外殻５０を支える枕部材１０１と、外殻５０を上から押さえる押さえ部材１０２により外殻５０を挟持するものであるから、取付け構造を簡素にできるとともに、外殻５０の直径にばらつきがあったとしてもそれを吸収することが可能である。

取付け構造の第２実施形態を図４に示す。第２実施形態において、取付け部材１００を構成するのは外殻５０を下から支える枕部材１０６と、外殻５０を上から押さえる押さえ部材１０７である。枕部材１０６、押さえ部材１０７共に板金を折曲して形成されるものであり、スターリング機関１の端の方から見た場合、枕部材１０６は略Ｍ字形、押さえ部材１０７は倒立したＵ字形になっている。

第１実施形態と異なるのは、枕部材１０６が１個しかなく、１個で所定長さの取付けスパンＳを確保する形になっていることである。取付けスパンＳは、１個の枕部材１０１の、ピストン往復動方向外側端同士の間隔ということになる。押さえ部材１０７の方はリング状部５２とキャップ状部５３にそれぞれ１個ずつ、合計２個配置されている。押さえ部材１０７は許される範囲で重心Ｇから離しておくのが好ましい。

さらに、枕部材１０６を取付け基盤に固定するボルト１０３と、押さえ部材１０７を枕部材１０６に固定するボルト１０３ａが別のボルトになっている点も第１実施形態と異なる。

このように単一の枕部材１０６でスターリング機関１を支えるので、２個の枕部材を用いる場合に比べ、枕部材がばたついたり「びびり」を生じたりすることが少ない。強度も高い。

取付け構造の第３実施形態を図５に示す。第３実施形態において、取付け部材１００を構成するのは外殻５０の軸線を対称軸とする形で対称的に配置された１対の取付け金具１１１である。取付け金具１１１の上部は両端を除き切除され、切除残りの部分の一方は外殻５０のリング状部５２の側面に固定され、他方はキャップ状部５３の側面に固定される。固定手法としては溶接を採用している。図中の星印は溶接により固定したことの象徴である。固定後の取付け金具１１１は外殻５０の側面から斜め下方に突き出す形になる。

取付け金具１１１の固定手法には、外殻５０に直接溶接するやり方の他、外殻５０にナットを溶接しておいてこれに取付け金具１１１をボルト止めする等、様々なものがあり、そのいずれを採用してもよい。なお溶接にあたっては真空溶接、超音波溶接、Ｔｉｇ（Tungsten Inert Gas）溶接などの溶接法を採用することができる。

取付け金具１１１の脚部はピストン往復動方向外側端間に所定長さの取付けスパンＳを確保している。取付け金具１１１は取付け基盤にボルト１１２で固定される。なお取付け金具１１１の上部の固定部分は許される範囲で重心Ｇから離しておくのが好ましい。

このように、外殻５０の軸線を対称軸とする形で対称的に配置された１対の取付け金具１１１を取付け部材１００とし、これらの取付け金具１１１を外殻５０に固定するものであるから、取付け構造が簡素かつ強固なものになる。

取付け構造の第４実施形態を図６に示す。第４実施形態において、取付け部材１００を構成するのは外殻５０の軸線を対称軸とする形で対称的に配置された１対の取付け金具１１６と、取付け基盤に固定されて取付け金具１１６を支承する複数の支柱１１７である。取付け金具１１６は外殻５０のリング状部５２からキャップ状部５３までをカバーする長さを有し、リング状部５２とキャップ状部５３のそれぞれの側面に固定される。第３実施形態と同様、固定には様々な手法を使用できる。固定後の取付け金具１１６は外殻５０の側面から水平に突き出す形になる。取付け金具１１６の、ピストン往復動方向外側端同士の間隔が取付けスパンＳということになる。

支柱１１７は、中心にボルト貫通孔を備えた防振ゴムからなり、１個の取付け金具１１６に２本ずつ用意されている。この支柱１１７に取付け金具１１６を載せた後、取付け金具１１６と支柱１１７とにボルト１０３を貫通させ、取付け基盤にねじ込んで締め付けることにより、取付け金具１１６を取付け基盤に取付ける。スターリング機関１の重心Ｇは取付けスパンＳの間に納まる。取付け金具１１６の上部の固定部分は許される範囲で重心Ｇから離しておくのが好ましい。また当然のことながら、機器への取付けスパンＬはスパンＬの間にスターリング機関１の重心Ｇが納まるように設計されるのが好ましい。

このように、外殻５０に固定した取付け金具１１６を複数の支柱１１７で支承するから、取付け構造が簡素であり、吸振作用のある材料、例えば防振ゴムで支柱１１７を形成することにより、防振効果を一層高めることができる。

取付け構造の第５実施形態を図７に示す。第５実施形態は第４実施形態の改良として位置づけられるものである。すなわち第４実施形態では外殻５０の両側に独立した取付け金具１１６を配置していたが、第５実施形態では両側の取付け金具を一つにまとめて単一の取付け金具１２１とした。さらに、第１、第２実施形態の枕部材１０１、１０６と同様、取付け金具１２１が外殻５０を下から支える形にした。これにより、取付け構造の強度を一層高めることができる。

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。

本発明は、スターリング機関を搭載する機器全般に利用可能である。

スターリング機関の断面図 スターリング機関の外観斜視図 スターリング機関取付け構造の第１実施形態を示す外観斜視図 スターリング機関取付け構造の第２実施形態を示す外観斜視図 スターリング機関取付け構造の第３実施形態を示す外観斜視図 スターリング機関取付け構造の第４実施形態を示す外観斜視図 スターリング機関取付け構造の第５実施形態を示す外観斜視図

符号の説明

１ スターリング機関
５０ 外殻
６０ 動吸振器
６３ マス
１００ 取付け部材
１０１、１０５ 枕部材
１０２、１０６ 押さえ部材
１１１、１１６、１２１ 取付け金具
Ｓ 取付けスパン
Ｌ 機器への取付けスパン

Claims (6)

1. ピストンの往復動に起因する振動を吸収する動吸振器を具備して成るフリーピストン形スターリング機関であって、
   該スターリング機関の外殻に取付けられる取付け部材により機器に取付けられるスターリング機関において、
   前記取付け部材のピストン往復動方向外側端間に重心が納まるよう前記動吸振器の質量及び位置を設定して成ることを特徴とするスターリング機関。
2. ピストンの往復動に起因する振動を吸収する動吸振器を具備して成るフリーピストン形スターリング機関であって、
   該スターリング機関の外殻に取付けられる取付け部材により機器に取付けられるスターリング機関において、
   前記取付け部材が取付けられる所定取付け領域のピストン往復動外側端間にスターリング機関の重心が納まるよう前記動吸振器の質量及び位置を設定して成ることを特徴とするスターリング機関。
3. 前記取付け部材が、前記外殻を支える枕部材と、外殻を上から押さえる押さえ部材からなり、前記枕部材と押さえ部材により前記外殻を挟持することを特徴とする請求項１または２に記載のスターリング機関。
4. 前記取付け部材が、前記外殻の軸線を対称軸とする形で対称的に配置された取付け金具からなり、これらの取付け金具を前記外殻に固定す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。
5. 前記取付け部材は、軸線方向に複数配置された取付け部材の集合からなり、前記ピストン往復動方向外側端間は最外端同士の間であることを特徴とする請求項１または２に記載のスターリング機関。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のスターリング機関に取付けられた取付け部材を、機器への取付けスパンの間にスターリング機関の重心が納まるように機器に取付けることを特徴とするスターリング機関の取付け構造。

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