JPS6353467B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6353467B2 JPS6353467B2 JP16641581A JP16641581A JPS6353467B2 JP S6353467 B2 JPS6353467 B2 JP S6353467B2 JP 16641581 A JP16641581 A JP 16641581A JP 16641581 A JP16641581 A JP 16641581A JP S6353467 B2 JPS6353467 B2 JP S6353467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive device
- piston
- eccentric
- housing
- compression
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Defrosting Systems (AREA)
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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化した
駆動装置に関する。
し、詳細にはスターリング冷凍機用の小型化した
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おり、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。
が良いことから実用化が望まれており、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。
上記形式のスターリング冷凍機の公知のもの
は、圧縮ピストンおよび膨張ピストンを一定位相
差にて往復動するロンビツク駆動機構は、一体ク
ランクから構成されたものがあるが、この場合、
クランクの曲がり部（クランクピン）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つた。又冷凍機の駆動機
構外部の原動機例えばモータにより減速機を介し
て駆動されるものもあるが、この場合、ハウジン
グを貫通する連結シヤフトの軸受け部分のガスシ
ールが困難であるという欠点があつた。さらに、
ケーシング内に、モータを中心としてその左右に
同軸に圧縮ピストン及び膨張ピストンを配したも
のも公知であるが、この場合、左右２個の減速駆
動機構を必要とし軸方向の装置長さが、非常に長
くなるという欠点があつた。
は、圧縮ピストンおよび膨張ピストンを一定位相
差にて往復動するロンビツク駆動機構は、一体ク
ランクから構成されたものがあるが、この場合、
クランクの曲がり部（クランクピン）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つた。又冷凍機の駆動機
構外部の原動機例えばモータにより減速機を介し
て駆動されるものもあるが、この場合、ハウジン
グを貫通する連結シヤフトの軸受け部分のガスシ
ールが困難であるという欠点があつた。さらに、
ケーシング内に、モータを中心としてその左右に
同軸に圧縮ピストン及び膨張ピストンを配したも
のも公知であるが、この場合、左右２個の減速駆
動機構を必要とし軸方向の装置長さが、非常に長
くなるという欠点があつた。
本発明は、上記欠点を解消したスターリング冷
凍機の駆動装置を提供することにある。
凍機の駆動装置を提供することにある。
即ち、本発明は、前記形式のスターリング冷凍
機において、前記駆動装置として、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原
動機の出力に接続された入力回転シヤフトを接続
し、遊星歯車のキヤ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駆動装置
を有し、前記原動機を含む全駆動装置を、スター
リング冷凍機のハウジングと一体的なハウジング
内に密封して収容することを特徴とすることによ
り、前記課題を解決する。
機において、前記駆動装置として、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原
動機の出力に接続された入力回転シヤフトを接続
し、遊星歯車のキヤ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駆動装置
を有し、前記原動機を含む全駆動装置を、スター
リング冷凍機のハウジングと一体的なハウジング
内に密封して収容することを特徴とすることによ
り、前記課題を解決する。
以下添付図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。
明する。
第１図において、垂直方向に突出する部分は、
本発明に係る駆動装置５０によつて駆動されて低
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自体は公知のもので
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によつて往復動され、
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゜進むようになつている。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１５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。
本発明に係る駆動装置５０によつて駆動されて低
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自体は公知のもので
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によつて往復動され、
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゜進むようになつている。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１５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。
次に駆動装置５０について説明すると、この駆
動装置５０は、冷凍機１０に対し直交し、双方に
よつて全体として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７１に固定されたキヤリ
アクランク８０と、このキヤリアクランク８０の
クランクピン８３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９０，９
５と、上記構成部品をシールして収容するハウジ
ング１１０とから成る。駆動装置の左端に位置す
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、交直両用モータ等が使用
される。このモータ６０のロータ６１を支持する
ロータリ出力シヤフト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２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。
動装置５０は、冷凍機１０に対し直交し、双方に
よつて全体として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７１に固定されたキヤリ
アクランク８０と、このキヤリアクランク８０の
クランクピン８３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９０，９
５と、上記構成部品をシールして収容するハウジ
ング１１０とから成る。駆動装置の左端に位置す
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、交直両用モータ等が使用
される。このモータ６０のロータ６１を支持する
ロータリ出力シヤフト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２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、出力シヤフト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、ピン７５に
よりクランクキヤリア８０に回転自在に連結され
た３つの遊星歯車７１とから成る。遊星減速機７
０は、以上の構成であるため、出力シヤフト６２
すなわち太陽歯車７２の回転運動をキヤリアクラ
ンク８０に対して一定減速比で同一方向へ伝え
る。
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、ピン７５に
よりクランクキヤリア８０に回転自在に連結され
た３つの遊星歯車７１とから成る。遊星減速機７
０は、以上の構成であるため、出力シヤフト６２
すなわち太陽歯車７２の回転運動をキヤリアクラ
ンク８０に対して一定減速比で同一方向へ伝え
る。
キヤリアクランク８０は、遊星歯車７１が取付
けられたデイスク状部分８２とこのデイスク状部
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図に示すようにキヤリアクランク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、キヤ
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８６により固定され、クランクピン８３
の右端を旋回自在に支持している。
けられたデイスク状部分８２とこのデイスク状部
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図に示すようにキヤリアクランク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、キヤ
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８６により固定され、クランクピン８３
の右端を旋回自在に支持している。
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１
２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Ｚは、第５図に示すごとくキヤリ
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゜進むようになつて
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の偏心輪（第２の
偏心輪）９９が嵌合され、連接棒９５の他端は、
球面ジヤーナル１００となつている。この球面ジ
ヤーナル１００は、圧縮ピストン１２を貫通して
膨張ピストン１４に連結されたロツド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ピストンストロークが得ら
れる。
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１
２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Ｚは、第５図に示すごとくキヤリ
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゜進むようになつて
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の偏心輪（第２の
偏心輪）９９が嵌合され、連接棒９５の他端は、
球面ジヤーナル１００となつている。この球面ジ
ヤーナル１００は、圧縮ピストン１２を貫通して
膨張ピストン１４に連結されたロツド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ピストンストロークが得ら
れる。
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１
１０ａと、遊星減速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
となつており、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１
１ともＯ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。従つて、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１
１０には回転シヤ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。
グ１１０は、原動機６０を収容するハウジング１
１０ａと、遊星減速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
となつており、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１
１ともＯ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。従つて、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１
１０には回転シヤ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およびキヤリアクランク８０の採用によ
り、装置の全長が短くなり、しかもキヤリアクラ
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
不要となつている。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特別のシール装置を用いるこ
となく向上している。
機７０およびキヤリアクランク８０の採用によ
り、装置の全長が短くなり、しかもキヤリアクラ
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
不要となつている。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特別のシール装置を用いるこ
となく向上している。
以上の通り、本発明においては、１個の小型減
速駆動機構により、圧縮ピストン及び膨張ピスト
ンを駆動でき、回転軸に直交する方向に両ピスト
ンがクランク駆動されるので無理がなく円滑な運
転も実現される。
速駆動機構により、圧縮ピストン及び膨張ピスト
ンを駆動でき、回転軸に直交する方向に両ピスト
ンがクランク駆動されるので無理がなく円滑な運
転も実現される。
第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ヤ列を示す略図、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……キヤリア
クランク、９０，９５……連接棒、１１０……ハ
ウジング。
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ヤ列を示す略図、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……キヤリア
クランク、９０，９５……連接棒、１１０……ハ
ウジング。
Claims (1)
- 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
ング冷凍機において、前記駆動装置として、リン
グ歯車をハウジングに固定した遊星減速機の太陽
歯車に原動機の出力に接続された入力回転シヤフ
トを接続し、遊星歯車のキヤ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
る駆動装置を有し、前記原動機を含む全駆動装置
を、スターリング冷凍機のハウジングと一体的な
ハウジング内に密封して収容することを特徴とす
るスターリング冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16641581A JPS5869367A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16641581A JPS5869367A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5869367A JPS5869367A (ja) | 1983-04-25 |
| JPS6353467B2 true JPS6353467B2 (ja) | 1988-10-24 |
Family
ID=15830997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16641581A Granted JPS5869367A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | スタ−リング冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5869367A (ja) |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP16641581A patent/JPS5869367A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5869367A (ja) | 1983-04-25 |
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