JPS5869366A - スタ−リング冷凍機の駆動装置 - Google Patents
スタ−リング冷凍機の駆動装置Info
- Publication number
- JPS5869366A JPS5869366A JP16641481A JP16641481A JPS5869366A JP S5869366 A JPS5869366 A JP S5869366A JP 16641481 A JP16641481 A JP 16641481A JP 16641481 A JP16641481 A JP 16641481A JP S5869366 A JPS5869366 A JP S5869366A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- eccentric
- compression
- expansion
- gear
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- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、スターリング冷凍機の駆動装置に関し、詳細
にはスターリング冷凍機用の小型駆動装置に関する。
にはスターリング冷凍機用の小型駆動装置に関する。
スターリングサイクルを利用した冷凍機は、効率が良い
ことから実用化が望まれているが、圧縮ピストンおよび
膨張ピストンを一定位相差にて駆動するロンビック駆動
機構は一体化クランクが採用されているためクランクの
曲がり部の長さ分だけ軸長が長くなり、その結果駆動装
置の寸法が大きくなるという欠点があった。
ことから実用化が望まれているが、圧縮ピストンおよび
膨張ピストンを一定位相差にて駆動するロンビック駆動
機構は一体化クランクが採用されているためクランクの
曲がり部の長さ分だけ軸長が長くなり、その結果駆動装
置の寸法が大きくなるという欠点があった。
よって本発明の目的は、上記の欠点を解消したスターリ
ング冷凍機用小型駆動装置を提供することにあり、本発
明によれば冷媒圧縮ピストンを備えた圧縮室、圧縮室で
圧縮された冷媒を膨張させる膨張ピストンを備えた膨張
室及び圧縮ｉストン及び膨張ピスト・ンを駆動するため
の駆動装置から基本的に成るスターリング冷凍機を駆動
するための駆動装置において、リングＷ車をハウジング
に固定した遊星減速機の太陽歯車に入力回転シャフトを
接続し、・遊星歯車のキャリアクランク（：その軸に対
して偏心したクランクビンを固定して成る遊星減速機構
を有し、該クランクビンに、第１の偏心輪を軸受けする
と共に外周に第２の偏心輪を軸受けした円形偏心カムを
固定して有し、前記第１及び第２の偏心輪に夫々接続し
た連接棒を介して前記圧縮ピストン及び膨張ピストンを
駆動することを特徴とするスターリング冷凍機の駆動装
置が提供される。
ング冷凍機用小型駆動装置を提供することにあり、本発
明によれば冷媒圧縮ピストンを備えた圧縮室、圧縮室で
圧縮された冷媒を膨張させる膨張ピストンを備えた膨張
室及び圧縮ｉストン及び膨張ピスト・ンを駆動するため
の駆動装置から基本的に成るスターリング冷凍機を駆動
するための駆動装置において、リングＷ車をハウジング
に固定した遊星減速機の太陽歯車に入力回転シャフトを
接続し、・遊星歯車のキャリアクランク（：その軸に対
して偏心したクランクビンを固定して成る遊星減速機構
を有し、該クランクビンに、第１の偏心輪を軸受けする
と共に外周に第２の偏心輪を軸受けした円形偏心カムを
固定して有し、前記第１及び第２の偏心輪に夫々接続し
た連接棒を介して前記圧縮ピストン及び膨張ピストンを
駆動することを特徴とするスターリング冷凍機の駆動装
置が提供される。
以下添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図（二おいて、垂直方向に突出する部分は、本発明
に係る駆動装置５０によって駆動されて低温を発生する
ためのスターリングサイクル冷凍機１０である。この冷
凍機１０の基本原理は公知のものであり、圧縮シリンダ
１１内を往復動する圧縮ピストン１２と、膨張シリンダ
１３内を往復動する膨張ピストン１４とから成り、これ
らピストン１２および１４は、駆動装置５０によって往
復動され、この際圧縮ピストン１２に対し膨張ピストン
１４の位相は９０°進むようになっている。圧縮ピスト
ン１２は、第１図の位置から上昇し、圧縮シリンダ１１
内の圧縮空間１弓にある水素又はヘリウム等の作動ガス
を圧縮し、導管１６を介して蓄冷器１７および膨張シリ
ンダ１３内の膨張空間１８へガスを送る。この圧縮工程
で発生する熱エネルギーは導管１６から放熱器１９内の
水へ伝達される。次に膨張ピストン１４は下方へ移動す
るので、ガスは膨張し蓄冷器１７内に低温が発生する。
に係る駆動装置５０によって駆動されて低温を発生する
ためのスターリングサイクル冷凍機１０である。この冷
凍機１０の基本原理は公知のものであり、圧縮シリンダ
１１内を往復動する圧縮ピストン１２と、膨張シリンダ
１３内を往復動する膨張ピストン１４とから成り、これ
らピストン１２および１４は、駆動装置５０によって往
復動され、この際圧縮ピストン１２に対し膨張ピストン
１４の位相は９０°進むようになっている。圧縮ピスト
ン１２は、第１図の位置から上昇し、圧縮シリンダ１１
内の圧縮空間１弓にある水素又はヘリウム等の作動ガス
を圧縮し、導管１６を介して蓄冷器１７および膨張シリ
ンダ１３内の膨張空間１８へガスを送る。この圧縮工程
で発生する熱エネルギーは導管１６から放熱器１９内の
水へ伝達される。次に膨張ピストン１４は下方へ移動す
るので、ガスは膨張し蓄冷器１７内に低温が発生する。
次に膨張ピストン１４は上方へ移動し膨張空間１８内の
ガスを圧縮空間１５へ戻す。上記行程が繰り返されるこ
とにより、蓄冷器１７内の温度は次第に低下する。
ガスを圧縮空間１５へ戻す。上記行程が繰り返されるこ
とにより、蓄冷器１７内の温度は次第に低下する。
次に駆動装置５０について説明すると、この駆動装置５
０は、冷凍機１０に対し直交し、双方によって全体とし
てＬ字形構造をなしている。この駆動装置５０は、主と
して原動機６０と、この原動機６０に連結された遊星減
速機７０と、この遊星減速機７０の遊星歯車７１１”ニ
ー’固定されたキャリアクランク８０と、このキャリア
クランク８０のクランクビン８うに取付けられ、冷凍機
１０のピストン１２．１４を往復動させる連接棒９０，
９ｆｆと、上記構成部品をンールして収容するハウジン
グ１１０とから成る。駆動装置の右端（＝位置する原動
機６０には、好ましくは電動モータ、例えば直流モータ
、交流同期モータ、交流誘導モータ、交流整流子モータ
、交直両用モータが使用される。
０は、冷凍機１０に対し直交し、双方によって全体とし
てＬ字形構造をなしている。この駆動装置５０は、主と
して原動機６０と、この原動機６０に連結された遊星減
速機７０と、この遊星減速機７０の遊星歯車７１１”ニ
ー’固定されたキャリアクランク８０と、このキャリア
クランク８０のクランクビン８うに取付けられ、冷凍機
１０のピストン１２．１４を往復動させる連接棒９０，
９ｆｆと、上記構成部品をンールして収容するハウジン
グ１１０とから成る。駆動装置の右端（＝位置する原動
機６０には、好ましくは電動モータ、例えば直流モータ
、交流同期モータ、交流誘導モータ、交流整流子モータ
、交直両用モータが使用される。
このモータ６０のロータ６１を支持するロータリ出力シ
ャフト６２は、左右を軸受け６３により回転自在に支持
され、その右端は、第３図に示すような遊星減速機７０
の太陽歯車７２にスプライン結合される。
ャフト６２は、左右を軸受け６３により回転自在に支持
され、その右端は、第３図に示すような遊星減速機７０
の太陽歯車７２にスプライン結合される。
遊星減速機７０は、出力シャフト６２により回転された
太陽歯車７２と、ボルト７３によりハウジング１１０に
固定−されたリング歯車７４と、これら歯車７２．７４
の間に噛合され、ビン７５によりクランクキャリア８０
に回転自在に連結された３７の遊星歯車７１とから成る
。遊星減速機７０およびクランクキャリア８０と共に減
速機構を構成し出力シャフト６２すなわち太陽歯車７２
の回転運動をキャリアクランク８０に対して一定減速比
同一方向へ伝える。
太陽歯車７２と、ボルト７３によりハウジング１１０に
固定−されたリング歯車７４と、これら歯車７２．７４
の間に噛合され、ビン７５によりクランクキャリア８０
に回転自在に連結された３７の遊星歯車７１とから成る
。遊星減速機７０およびクランクキャリア８０と共に減
速機構を構成し出力シャフト６２すなわち太陽歯車７２
の回転運動をキャリアクランク８０に対して一定減速比
同一方向へ伝える。
キャリアクランク８０は、遊星歯車７１が取付けられた
ディスク状部分８２とこのディスク状部分８２から突出
して回転軸Ｘより偏心した偏心軸Ｙを有するクランクピ
ン８３とから成る。第１図および第４゛図に示すように
キャリアクランク８０の外周は、ボールベアリング８４
より支持されている。ベアリング８４を省略することも
可能であるが、このような軸受けをすることにより、キ
ャリア８０の回転が安定するという効果が得られる。
ディスク状部分８２とこのディスク状部分８２から突出
して回転軸Ｘより偏心した偏心軸Ｙを有するクランクピ
ン８３とから成る。第１図および第４゛図に示すように
キャリアクランク８０の外周は、ボールベアリング８４
より支持されている。ベアリング８４を省略することも
可能であるが、このような軸受けをすることにより、キ
ャリア８０の回転が安定するという効果が得られる。
クランクピン８３の右端には、クランク８５がボルト８
６により固定され、クランクピン８３の右端を旋回自在
ｃ−二支持している。
６により固定され、クランクピン８３の右端を旋回自在
ｃ−二支持している。
クランクピンの両側には、一対の連接棒９０の偏心輪（
第１の偏心輪）９１が枢着され、これら連接棒９０の他
端は、ピン９２を介してスターリング冷凍機１０の圧縮
ピストン１２に枢着されている。このような機構により
、クランクピン８３が′回転軸Ｘを中心に旋回すると、
圧縮ピストン１２は圧縮シリンダ１１内を往復動する。
第１の偏心輪）９１が枢着され、これら連接棒９０の他
端は、ピン９２を介してスターリング冷凍機１０の圧縮
ピストン１２に枢着されている。このような機構により
、クランクピン８３が′回転軸Ｘを中心に旋回すると、
圧縮ピストン１２は圧縮シリンダ１１内を往復動する。
これら連接棒９０の偏心輪９１の間には、円形の偏心カ
ム９６がキー９７により固定されている。この偏心カム
９６の中心２は、第９図に示すごとく、キャリアクラン
ク８０の回転軸Ｘに対して所定量偏心しており、膨張ピ
ストン１４の往復動の位相が圧縮ピストン１２の位相よ
り約９０°進むようになっている。この偏心カム９６の
外周には、ボールベアリング９８を介して連接棒９５の
第２の偏心輪９９が嵌合され、連接棒９５の他端は、球
面ジャーナル１００となっている。この球面ジャーナル
１００は、圧縮ピストン１２を貫通して膨張ピストン１
４に連結されたロッド１０１の端部の雌ネジ１０２に螺
合された一対の球面軸受け１０３に挾持されている。偏
心輪９９および連接棒９５は、クランクピン８３の回転
運動を膨張ピストン１４の往復運動に変換するが、その
往復運動は、偏心カム９６のために圧縮ピストン１２よ
りも９０゜位相が進み、スターリングサイクルによる冷
凍作業に必要なビストンストロークが得られる。この実
施例では両ピストンは同一方向に位置するが、回転軸Ｘ
を中心にして互いに対向するように位置させることもで
きる。
ム９６がキー９７により固定されている。この偏心カム
９６の中心２は、第９図に示すごとく、キャリアクラン
ク８０の回転軸Ｘに対して所定量偏心しており、膨張ピ
ストン１４の往復動の位相が圧縮ピストン１２の位相よ
り約９０°進むようになっている。この偏心カム９６の
外周には、ボールベアリング９８を介して連接棒９５の
第２の偏心輪９９が嵌合され、連接棒９５の他端は、球
面ジャーナル１００となっている。この球面ジャーナル
１００は、圧縮ピストン１２を貫通して膨張ピストン１
４に連結されたロッド１０１の端部の雌ネジ１０２に螺
合された一対の球面軸受け１０３に挾持されている。偏
心輪９９および連接棒９５は、クランクピン８３の回転
運動を膨張ピストン１４の往復運動に変換するが、その
往復運動は、偏心カム９６のために圧縮ピストン１２よ
りも９０゜位相が進み、スターリングサイクルによる冷
凍作業に必要なビストンストロークが得られる。この実
施例では両ピストンは同一方向に位置するが、回転軸Ｘ
を中心にして互いに対向するように位置させることもで
きる。
本駆動装置５０をシールして収容するハウジング１１０
は、原動機６０を収容するハウジング１１０ａと、遊星
減動機を収容する中間ハウジング１１０ｂと、クランク
８５を支持する側方プレート１１０ｃと、クランクピン
８３下方に位置する底部プレート１１０ｄから成り、こ
れらは互いにＯリング１１５とボルト１１６により一体
的構造となっており、しかも中間ハウジング１１０ｂは
冷凍機部分のハウジングすなわち圧縮シリンダ１１とも
０リング１１７とボルト１１８によりシール状態で接合
されている。従って、駆動装置５０のハウジング１１０
は、冷凍機１０のハウジング１１と共に冷凍機１０内の
作動ガスに対し、密封空間を提供するが、駆動装置５０
のハウジング１１０には回転シャフトが貫通していない
ので、シール性は更に向上している。
は、原動機６０を収容するハウジング１１０ａと、遊星
減動機を収容する中間ハウジング１１０ｂと、クランク
８５を支持する側方プレート１１０ｃと、クランクピン
８３下方に位置する底部プレート１１０ｄから成り、こ
れらは互いにＯリング１１５とボルト１１６により一体
的構造となっており、しかも中間ハウジング１１０ｂは
冷凍機部分のハウジングすなわち圧縮シリンダ１１とも
０リング１１７とボルト１１８によりシール状態で接合
されている。従って、駆動装置５０のハウジング１１０
は、冷凍機１０のハウジング１１と共に冷凍機１０内の
作動ガスに対し、密封空間を提供するが、駆動装置５０
のハウジング１１０には回転シャフトが貫通していない
ので、シール性は更に向上している。
本発明の構成は、以上のごとくであり、遊星減速機７０
およびキャリアクランク８０の採用により、装置の全長
が短くなり、しかもキャリアクランク８０および偏心カ
ム９６によりフリーホイール効果が得られるためフリー
ホイールの取付けが不要となっている。更に既述のごと
く、駆動機構すべてをハウジング内に収容・したので、
作動ガスに対するシール性は向上している。遊星減速機
の採用により、減速機構自体が装置内に内蔵可能となり
小型化されかつ円滑な運転が確保される。
およびキャリアクランク８０の採用により、装置の全長
が短くなり、しかもキャリアクランク８０および偏心カ
ム９６によりフリーホイール効果が得られるためフリー
ホイールの取付けが不要となっている。更に既述のごと
く、駆動機構すべてをハウジング内に収容・したので、
作動ガスに対するシール性は向上している。遊星減速機
の採用により、減速機構自体が装置内に内蔵可能となり
小型化されかつ円滑な運転が確保される。
なお、上記実施例においては、圧縮室及び圧縮ピストン
、膨張室及び膨張ピストン並びにこれらの配置を図示の
通りのものとしたが、本発明においては、必ずしもこの
配置及び形式に限定されず、本発明の遊星減速機構を駆
動機構として用いることにより、その他の細部設計にお
いて種々の態様をとることが可能である。
、膨張室及び膨張ピストン並びにこれらの配置を図示の
通りのものとしたが、本発明においては、必ずしもこの
配置及び形式に限定されず、本発明の遊星減速機構を駆
動機構として用いることにより、その他の細部設計にお
いて種々の態様をとることが可能である。
例えば、第１の偏心輪９１と第２の偏心輪（或いは偏心
カム）の役割りについては、図示のものと逆にすること
もできる。また第１の偏心輪と偏心カムの軸方向配置も
必要に応じ変更することができる。既述の通り、圧縮ピ
ストンと膨張ピストンとは回転軸Ｘについて対向位置あ
るいは、異った角度位置に配することもできる。連接ロ
ッドの設計は、夫々の場合に応じて行なう。
カム）の役割りについては、図示のものと逆にすること
もできる。また第１の偏心輪と偏心カムの軸方向配置も
必要に応じ変更することができる。既述の通り、圧縮ピ
ストンと膨張ピストンとは回転軸Ｘについて対向位置あ
るいは、異った角度位置に配することもできる。連接ロ
ッドの設計は、夫々の場合に応じて行なう。
＠１図は本発明に係るスターリング冷凍機の駆動装置の
一実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示した駆動
装置のギア列を示す略図、第３図は遊星減速機の歯車の
配置を示す第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図は圧
縮ピストンを駆動する連接棒の取付けを示す第１図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図、第５図は膨張ピストンを駆動する
連接棒の取付けを示す第１図のＣ−Ｃ線に沿う断面図で
ある。 −１０・・・冷凍機 ５０・・・駆動装置６０
・・・原動機 ７０・・・遊星減速機８０・・
・キャリアクランク ９０．９５・・・連接棒１１０・
・・ハウジング 出 願 人 アイシン精機株式会社 代理人弁理士加藤朝道
一実施例を示す縦断面図、第２図は第１図に示した駆動
装置のギア列を示す略図、第３図は遊星減速機の歯車の
配置を示す第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図は圧
縮ピストンを駆動する連接棒の取付けを示す第１図のＢ
−Ｂ線に沿う断面図、第５図は膨張ピストンを駆動する
連接棒の取付けを示す第１図のＣ−Ｃ線に沿う断面図で
ある。 −１０・・・冷凍機 ５０・・・駆動装置６０
・・・原動機 ７０・・・遊星減速機８０・・
・キャリアクランク ９０．９５・・・連接棒１１０・
・・ハウジング 出 願 人 アイシン精機株式会社 代理人弁理士加藤朝道
Claims (2)
- （１） 冷媒圧縮ピストンを備えた圧縮室、圧縮室で
圧縮された冷媒を膨張させる膨張ピストンを備えた膨張
室及び圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆動するための
駆動装置から基本的に成るスターリング冷凍機を駆動す
るための駆動装置において、グング歯車をハウジングに
固定した遊星減速機の太陽歯車に入力回転シャフトを接
続し、遊星歯車のキャリアクラ、ンクにその軸に対して
偏心したクランクピンを固定して成る遊星減速機構を有
し、該クランクピンに第１の偏心輪−を軸受けすると共
に外周に第２の偏心輪を軸受けした円形偏心カムを固定
して有し、前記第１及び第２の偏心輪に夫々接続した連
続棒を介して、前記圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆
動することを特徴とするスターリング冷凍機の駆動装置
。 - （２）冷媒圧縮ピストンを備えた圧縮室、圧縮室で圧縮
された冷媒を膨張させる膨張ピストンを備えた膨張室及
び圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆動するための駆動
装置から基本的に成るスターリング冷凍機を駆動するた
めの駆動装置において、リング歯車をハウジングに固定
した遊星減速機の太陽歯車に入力回転シャフトを接続し
、遊星歯車のキャリアク１ランク（：その軸に対して偏
心したクランクピンを固定しかつ該キャリアゲ１ランク
の外周をハウジングに軸受けして成る遊星減速機構を有
し、該クランクピンに第１の偏心輪を軸受けすると共に
外周（二第２の偏心輪な軸受けした円形偏心カムを固定
して有し、前記第１及び第２の偏心輪に夫々接続した連
接棒を介して、前記圧縮ピストン及び膨張ピストンを駆
動することを特徴とするスターリング冷凍機の駆動装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16641481A JPS5869366A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16641481A JPS5869366A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機の駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5869366A true JPS5869366A (ja) | 1983-04-25 |
| JPS6353466B2 JPS6353466B2 (ja) | 1988-10-24 |
Family
ID=15830979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16641481A Granted JPS5869366A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5869366A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5985453A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リング機関のピストン駆動機構 |
| JPS61502003A (ja) * | 1984-04-30 | 1986-09-11 | メカニカル・テクノロジイ・インコ−ポレ−テツド | 二ピストンｖ型スタ−リング |
| US4716512A (en) * | 1985-09-10 | 1987-12-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multiple step-up rectifier circuit |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP16641481A patent/JPS5869366A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5985453A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リング機関のピストン駆動機構 |
| JPS61502003A (ja) * | 1984-04-30 | 1986-09-11 | メカニカル・テクノロジイ・インコ−ポレ−テツド | 二ピストンｖ型スタ−リング |
| US4716512A (en) * | 1985-09-10 | 1987-12-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multiple step-up rectifier circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6353466B2 (ja) | 1988-10-24 |
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