JPS6372912A - コネクテイングロツド構造 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スターリング機関、圧縮機等のコネクティ
ングロッド（以下コンロフ１と記す）の構造に関するも
のである。

〔従来の技術〕

ここで、コンロッドの使用される機関としてスターリン
グ機関を例にとり説明する。第４図は例えば特開昭５９
−８５４５７．間６０−２１２６６０号公報に示された
ものと同様のスターリング機関を示し、一般にディスプ
レーサ型スターリング機関と呼ばれるものの一部断面図
である。また第５図は第４図のＡ部の拡大図である。こ
れらの図において、１はクランクケースであり、これは
スターリング機関を組み立て構成する上での基本となる
ものである。

２はクランクケース１に加工された穴にボルト等の締結
部品で固定されたフランジ、３はフランジ２と同様にク
ランクケース１に締結固定された軸受ハウジング、４は
クランクケースｌに締結固定されたフランジ、５は軸受
ハウジング３に固定された軸受、６はフランジ２に固定
された軸受、７はクランク軸で、軸受５及び軸受６で回
転自在に保持され、スターリング機関で発生した回転運
動を外部に伝達するものである。

８はクランク軸７に取り付けられたクランクケ−ス１内
のガスを封止するメカニカルシール、９゜１０はクラン
ク軸７に固定されたバランスウェイトで、クランク軸７
の回転の釣り合いをとるためのものである。１１．１２
はクランク軸７と軸受にて回転自在に連結されているパ
ワーピストン用コンロッド、１３はシリンダで、一方の
開口部をクランクケース１に固定され、他方に閉塞部を
有する円筒状のものである。１４はクロスヘッドで、パ
ワーピストン用コンロッド１１．１２と連結され、外周
はシリンダ１３の内周と往復摺動可能に嵌合されている
。１５はパワーピストンで、筒状のパワーピストン用ロ
フト１６を介してクロスヘッド１４と連結され、シリン
ダ１３内に摺動可能に嵌合されている。１７はクロスへ
ラド１４の中央部に設けられたロフト軸受である。１８
はパワーピストン用ロッド１Ｇ及びシリンダ１３に密着
する油分離器で、ロッドシール等を装着しく図示せず）
、クロスヘッド１４側からパワーピストン１５側への油
の伝播や、ガスの流入を防いでいる。

２０はディスプレーサ用コンロッドで、クランク軸７と
軸受にて回転自在に連結されている。２１はピストンピ
ン、２２はディスプレーサ用ロッドで、ピストンピン２
１を接点としてディスプレーサ用コンロッド２０と連結
され、また、ロンド軸・受１７．パワーピストン用ロッ
ド１６及びパワーピストン１５を貫通している。２３は
ディスプレーサピストンで、シリンダ１３内にその閉塞
部に対向して摺動可能に嵌合しており、ディスプレーサ
用ロッド２２と連結されている。２４はシリンダ１３．
ディスプレーサピストン２３及びパワーピストン１５か
ら形成ささる圧縮室、２５はシリンダ１３とディスプレ
ーサピストン２３から形成される膨張室である。

また、２６はパワーピストン１５内にあり、ディスプレ
ーサ用ロッド２２を受けるロフト軸受、２７はパワーピ
ストン１５とディスプレーサ用ロフト２２の気密を保持
する環状のロッドシールで、ロフト軸受２６に隣接して
設けられている。２８はロッドシール２７の外周を保持
する環状のシール固定環、２９．３０はディスプレーサ
ピストン２３のシリンダ１３内での摺動案内するための
ライダーリングである。

３１は加熱器、３２は熱交換器、３３は冷却器で、圧縮
室２４と膨張室２５の間をシリンダ１３外で連通してい
る。３４はクランクケース１の底に溜まったスターリン
グ機関の運動部分を温情するための？！ｌ滑油である。

ディスプレーサ型スクーリング機関は上記のように構成
され、圧縮室２４及び膨張室２５の圧力変動がパワーピ
ストン１５に作用し、力に変換されてパワーピストン用
ロッド１６．クロスへラド１４及びパワーピストン用コ
ンロッド１１．１２を介して伝達され、クランク軸７に
設けられたクランク機構によりクランク軸７の回転運動
として外部に出力される。その際、この回転運動の一部
をディスプレーサ用コンロッド２０及びディスプレーサ
用ロフト２２を介してディスプレーサピストン２３に伝
達し、その往復運動を生じさせて、加熱器３１．熱交換
器３２及び冷却器３３とともに圧縮室２４及び膨張室２
５の圧力変動をさらに誘起する。こうしてスターリング
機関としての動作を続けることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記スターリング機関が長時間にわたって性
能が劣化することなく運転を続けるためには、圧縮室２
４．膨張室２５．加熱器３１．熱交換器３２．冷却器３
３等の作動空間への潤滑油３４の侵入を可能な限り抑制
する必要がある。潤滑油３４はクランク軸７とコンロッ
ド１１．１２との軸受隙間やクロスへラド１４の軸受隙
間からパワーピストン１５の方向へ飛散する。この飛散
した潤滑油３４がパワーピストン１５に付着することを
防止する機能を有する部分が油分離器１日である。しか
し、下方から飛散される潤滑油量が多いと、油分離器１
８の分離能力を越え、パワーピストン１５方向へ潤滑油
３４が侵入し、さらには圧縮室２４などへ潤滑油３４が
侵入してしまう。

この発明は、かかる点に鋸みてなされたもので、上記作
動空間への潤滑油の侵入を防止すべく、特にクランク軸
とコンロッドとの軸受隙間からの濶滑油の飛散を防止す
ることのできるコンロッド格造を得ることを目的とする
。

ここで従来のクランク軸７とコンロッド１１゜１２の軸
受部を詳細に検討すると、第５図に示すように、クラン
ク軸のビン部７ａの両側にコンロフト１１．１２の横方
向の運動を支持するためのアーム部７ｂがある。クラン
ク軸７の中心部には、潤滑油３４を軸受隙間４１に給油
するための油入４０が設けられている。そしてクランク
軸７の回転に伴って、潤滑油３４が軸受隙間４１に給油
され、さらにコンロッドの横隙間４２を通って回転遠心
力で周辺に潤滑油３４が飛散する。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明に係るコンロッド構造は、コンロフト
大端部軸受を構成するキャップ部の軸方向幅を、アーム
部の軸方向幅より小さくしたものである。

〔作用〕

この発明においては、コンロッド大端部において上方向
の幅が広くなっているから、コンロッドアーム方向（上
方）への軸受部からの油飛散が抑　　・制され、このよ
うな構造のコンロッドをスターリング機関に使用すれば
、油分離の負担が軽くなり、作動空間への潤滑油の侵入
が抑制されて、長時間にわたって信頼性の高い動作が可
能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

ここでは本発明をスターリング機関に適用した場合につ
いて説明する。また本コンロッド構造はパワーピストン
用コンロッド、送気ピストン用コンロッドに共通して通
用できるものであり、以下パワーピストン用コンロッド
を例にとって説明する。

第１図は本発明の一実施例によるコンロッド構造を示し
、図において、ｌｌａはコンロッドを構成する一部分で
あるアーム部であり、その一端は大端部軸受ｌｉｄを構
成する大端部軸受構成部が、他端は小端部軸受１１ｃが
形成されている。１１ｂは上記アーム部１１ａの一端に
ボルト４３により締結固定され、上記アーム部の大端部
軸受構成部とともに大端部軸受ｌｉｄを構成するキャッ
プ部である。

第１図（ｂ）からも明らかなように、本実施例のコンロ
ッドは、従来量等であったアーム部大端部の幅とキャッ
プ部大端部の幅とを異ならせ、キャップ部大端部の幅Ｘ
の方を、アーム部大端部の幅Ｙより小さくしている。

次に第２図を用いて作用効果について説明する。

給油穴、１０を通じて給油された潤滑油３４は、大端部
軸受隙間を通り、軸受隙間４１に入り、さらにコンロッ
ド大端部とクランク軸アーム部７ｂの横隙間４２及び４
３からクランク軸の回転に伴って周辺部へ飛散される。

コンロッドアーム部大端部の横隙間４２は、従来のコン
ロッドと同様に０．１ｍｍ程度の隙間に設定されている
。一方、キャップ部大端部の横隙間４３は先に記述した
ように、Ｙ＞Ｘなる関係にて設定されており、数ｍｍの
値に加工する。これにより、潤滑油３４のほとんどは、
横隙間４３を通り、一部の微小口は横隙間４２を通って
飛散される。よって？ｒＲ滑油３４のほとんどは、クラ
ンクケース底方向（下方向）に向かって飛散されること
になる。ここで、コンロッドは第３図に示すように動作
するので、横隙間４３位置はどのクランク角度において
もほぼ下方、即ちクランクケース底部を向いており、従
ってどのクランク角度においてもほとんどの潤滑油３４
はクランクケース底部に飛散される。この結果、横隙間
４２を通じて油分離器１８方向へ飛散される潤滑油量が
抑制されることとなる。なお、第３図中の“０”はクラ
ンク軸７の回転中心である。

従って本実施例では、油分離器１日の分離能力より少な
い量の潤滑油がコンロッド大端部ｌｉｄから、さらにク
ロスヘッド１４軸受面より、油分Ｎ器１８へと飛散され
ることとなり、圧縮室２４や冷却器３３等への潤滑油３
４の侵入が防止できる。その結果、長時間にわたる信頼
性の高いスターリング機関の運転が可能となる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、コンロッドのキャッ
プ部大端部軸受幅を、アーム部大端部軸受幅より小さく
したので、軸受隙間から上方向への油飛散量を制限でき
、本構造のコンロッドをスターリング哉関に通用すれば
、油分離器の油分離負担金を減少でき、実質的に油分離
器の油分離効果が向上し、圧縮室や熱交換器等の作動空
間へのｉｆＪＭ油の侵入を防止することができ、従って
スターリング機関としての性能が長時間にわたる蓮転に
おいても持続できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例によるコンロッド構造
を示す正面図、第１図（ｂ）はその側面図、第１図（Ｃ
）はその底面図、第２図及び第３図はそれぞれ本発明の
一実施例によるコンロッド構造の作用効果を説明するた
めの図、第４図は本発明のコンロッド構造が適用される
一例としてのスターリング機関の概略構成図、箇５図は
従来のコンロッド構造を示す図である。 １１ａ・・・コンロフトのアーム部、ｌｌｂ・・・キャ
ップ部、ＩＩＣ・・・小端部、ｌｉｄ・・・大端部軸受
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１　図 第２図 １１′。 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端にクランク軸と軸受作用をもって連結される
   大端部軸受構成部が、他端にピストンと軸受作用をもっ
   て連結されるための小端部軸受が形成されたアーム部と
   、 該アーム部の一端に締結固定され、上記アーム部の大端
   部軸受構成部とともに大端部軸受を構成するキャップ部
   とからなり、 上記キャップ部の大端部軸受幅を、上記アーム部の大端
   部軸受構成部の軸受幅より小さく形成してなることを特
   徴とするコネクティングロッド構造。