[发明专利]活塞发动机及斯特林发动机

说明书

技术领域

本发明涉及不使用活塞环、润滑油地活塞在气缸内往复运动的活塞发动机。 

背景技术

近年来，为了回收装载于乘用车、公共汽车、卡车等车辆的内燃机的废热及工厂废热，理论热效率优良的斯特林发动机备受关注。在专利文献1中公开了一种由近似直线机构支承活塞并且使气体轴承介于活塞和气缸之间的斯特林发动机。 

专利文献1：(日本)特开2005-106009号公报 

但是，在专利文献1所公开的斯特林发动机中，有时会因近似直线机构或装置的公差等而发生与曲轴的旋转轴平行的方向上的活塞中心轴和气缸中心轴之间的偏离。另外，在采用使气体轴承介于活塞和气缸之间的结构的情况下，与使润滑油介于活塞和气缸之间的结构不同，活塞和气缸不接触成为前提。另外，气体轴承的载荷承载能力小，因此优选以活塞中心轴和气缸中心轴尽可能一致的方式使活塞往复运动。 

因此，在使气体轴承介于活塞和气缸之间的结构中，如专利文献1所公开的技术那样，通过近似直线机构使活塞的轨迹为大致直线。但是，有时因制造上的偏差、公差等而在活塞在气缸内往复运动时的理想的直线轨迹和由近似直线机构支承的活塞的轨迹之间发生偏离。其结果是，担心会在活塞和气缸的间隙上产生偏差，从而不能有效地利用介于活塞和气缸之间的气体轴承的载荷承载能力。 

发明内容

本发明是鉴于上述情况而开发的，其目的在于，在发生与曲轴的旋转轴平行的方向上的活塞中心轴和气缸中心轴的偏离的情况下，抑制活塞和气缸的间隙的偏差。 

为了实现上述目的，本发明的活塞发动机，具备在气缸内往复运动的活塞和将所述活塞的往复运动变换为旋转运动的曲轴，其特征为，以即使在与所述活塞连结且设置于所述活塞和所述曲轴之间的连结部件至少相对于所述气缸的中心轴朝向与所述曲轴的旋转轴平行的方向倾斜的状态下，所述活塞也能够在所述气缸内往复运动的方式，将所述连结部件和所述活塞及所述曲轴侧的连结对象连结。 

由此，在发生了与曲轴的旋转轴平行的方向上的活塞中心轴和气缸中心轴的偏离的情况下，在连结部件向与曲轴的旋转轴平行的方向倾斜的状态下，活塞往复运动。其结果是，活塞中心轴和气缸中心轴偏离的原因通过连结部件向与曲轴的旋转轴平行的方向倾斜而吸收，因此能够抑制活塞和气缸的间隙的偏差。 

作为本发明优选的形式，在所述活塞发动机中，优选所述连结部件与所述曲轴侧的连结对象连结的部分被近似直线机构支承。由此，由近似直线机构支承的连结部件的曲轴侧的连结对象的轨迹和气缸内的活塞的实际轨迹的偏离通过连结部件倾斜的状态而吸收。其结果是，能够抑制活塞和气缸的间隙的偏差。 

作为本发明优选的形式，在所述活塞发动机中，优选在所述连结部件的各端部上设置第一接头机构和第二接头机构，经由所述第一接头机构将所述活塞和连结于所述活塞的连结部件连结，且经由所述第二接头机构将所述连结部件和所述曲轴侧的连结对象连结。 

为了实现上述目的，本发明的活塞发动机的特征为，具备：活塞，其在气缸内往复运动；曲轴，其将所述活塞的往复运动变换为旋转运动；连结部件，其第一端部连结于所述活塞，并且第二端部连结于所述曲轴侧的连结对象；第一接头机构，其将所述活塞和所述连结部件的所述第一端部连结，并且至少允许绕与所述曲轴的旋转轴平行的轴的转动、以及绕与所述曲轴的旋转轴和所述气缸的中心轴正交的轴的转动；以及第二接头机构，其将所述连结部件的所述第二端部和所述曲轴侧的连结对象连结，并且至少允许绕与所述曲轴的旋转轴平行的轴的转动、以及绕与所述曲轴的旋转轴和所述气缸的中心轴正交的轴的转动。 

由此，在发生了与曲轴的旋转轴平行的方向上的活塞中心轴和气缸中心轴的偏离的情况下，设置于连结部件的两端部的第一接头机构和第二接头机构使连结部件向与曲轴的旋转轴平行的方向倾斜。其结果是，允许气缸中心轴和曲轴侧的连结部件的连结对象的偏离，因此能够抑制活塞和气缸的间隙的偏差。 

作为本发明优选的形式，在所述活塞发动机中，优选所述第一接头机构及所述第二接头机构为球面滑动轴承，其包括：具备球面作为滑动面的内圈；及与所述滑动面接触且以所述内圈能够旋转的方式支承所述内圈的外圈。 

作为本发明优选的形式，在所述活塞发动机中，优选所述曲轴侧的连结对象为连结于所述曲轴的连杆。