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JPH0120345B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0120345B2
JPH0120345B2 JP56028223A JP2822381A JPH0120345B2 JP H0120345 B2 JPH0120345 B2 JP H0120345B2 JP 56028223 A JP56028223 A JP 56028223A JP 2822381 A JP2822381 A JP 2822381A JP H0120345 B2 JPH0120345 B2 JP H0120345B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylindrical cam
speed
speed increaser
rotates
rotor
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
Application number
JP56028223A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57142457A (en
Inventor
Shunichi Nakatani
Katsumasa Araoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP56028223A priority Critical patent/JPS57142457A/ja
Priority to US06/345,017 priority patent/US4437016A/en
Priority to CA000395788A priority patent/CA1181484A/en
Priority to EP82100979A priority patent/EP0059347B1/en
Priority to DE8282100979T priority patent/DE3271094D1/de
Publication of JPS57142457A publication Critical patent/JPS57142457A/ja
Publication of JPH0120345B2 publication Critical patent/JPH0120345B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H1/227—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts comprising two or more gearwheels in mesh with the same internally toothed wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B23/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01B23/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/06—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using expanders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/14—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant
    • F25B2400/141—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant the extracted power is not recycled back in the refrigerant circuit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18296—Cam and slide
    • Y10T74/18304—Axial cam
    • Y10T74/18312—Grooved

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、断熱膨張エンジンのピストン運動を
発電機にて吸収するようにした小型で簡易な構成
の低温用冷凍機の動力吸収装置に関する。
磁気浮上列車等の超電導磁石装置を駆動する場
合、同装置を液体ヘリウム等の冷媒にて冷却する
必要がある。この種の冷媒は低温用冷凍機のエン
ジンにて断熱膨張により除熱されて生成されるも
のである。ところが、低温用冷凍機には幾つかの
問題があり、これがために前記磁気浮上列車に搭
載することができなかつた。すなわち、冷凍機の
エンジンにて冷媒を断熱膨張させるには、上記エ
ンジンのピストン運動動力を速やかに吸収する必
要がある。そこで従来では、ピストン運動をクラ
ンク機構や円筒カム機構等によつて回転運動に変
換し、フライホイールを回転させるようにしてい
た。ところが、ピストン運動は比較的低速度なた
めに効率の良い動力吸収を行うのは大型のフライ
ホイールを要し、冷凍機の機構が大型化した。ま
た、上記低速度運動補償すべく増速機を付加する
ことも考えられたが、システム構成が大掛りで複
雑な制御を要する等の問題を招いた。このため、
冷凍機の簡易化、小型化をはかることが難しく、
その設置に際しても広いスペースを要する不具合
があつた。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、小型で軽量にして、断
熱膨張エンジンのピストン運動エネルギを効果的
に吸収することのできる簡易な構成の低温用冷凍
機の動力吸収装置を提供することにある。
まず、本発明の概要を説明する。本発明は、断
熱膨張エンジンのピストン運動を円筒カムにて回
転運動に変換すると共に、この回転運動を増速機
にて増速し、この増速された回転運動により発電
機を動作させて動力吸収を行わしめるものにおい
て、上記増速機を上記円筒カムの内部に配設し増
速機および円筒カムを一体化するようにしたもの
である。したがつて、本発明によれば従来無駄で
あつた円筒カムの内部を有効に活用でき、増速機
を配設するための格別の空間が不要となり、これ
によつて小型軽量化をはかり得る。さらに、増速
機および円筒カムが一体化されているので、その
保守点検を同時に行い得る等の効果を奏する。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説
明する。
第１図は本発明の一実施例の要部構成を示す断
面図である。図中１は冷凍機シヤーシであり、こ
のシヤーシ１には冷媒の断熱膨張に供せられるシ
リンダ２ａ，２ｂが設けられている。これらのシ
リンダ２ａ，２ｂ内にはＯリングを巻装したピス
トン３ａ，３ｂがそれぞれ進退自在に挿入されて
いる。そして、これらピストン３ａ，３ｂの連結
棒４ａ，４ｂはその端部をベアリングを介して円
筒カム５に連結されている。円筒カム５は円筒体
５ａおよびこの円筒体５ａの外周面に同円筒体５
ａの軸心と傾けて取着された円環板５ｂからなる
もので、上記円筒体５ａの内周面はベアリングを
介して前記シヤーシ１に固定された軸体６の外周
面に取り付けられている。そして、円筒カム５は
その軸心を中心として回転するものとなつてい
る。なお、前記連結棒４ａ，４ｂは円筒カム５の
円環板５ｂに連結されている。
また、円筒カム５の円筒体５ａの内周面には内
歯歯車７が設けられている。そして、円筒体５ａ
の内部には前記軸体６に軸支され上記歯車７に噛
合する３つの遊星歯車８ａ，８ｂ，８ｃが等角度
間隔に設けられている。遊星歯車８ａ，８ｂ，８
ｃの内側には前記軸体６に軸支され各歯車８ａ，
８ｂ，８ｃに噛合する太陽歯車９が設けられてい
る。しかして、円筒カム５の回転運動は上記各歯
車８ａ，８ｂ，８ｃを介して太陽歯車９に増速さ
れて伝達されている。すなわち、上記歯車８ａ，
８ｂ，８ｃ，９からなる増速機は第２図に示す如
き関係に配置されている。したがつて、円筒カム
５が図中矢印に回転すると遊星歯車８ａ，８ｂ，
８ｃが同方向に回転し、これにより太陽歯車９が
上記と逆方向に回転することになる。なお、増速
機による増速比は、内歯歯車７の歯数と太陽歯車
９の歯数との比によつて定められる。また、遊星
歯車８ａ，８ｂ，８ｃは円筒カム５の回転力を分
割して太陽歯車９に伝達するものである。
一方、前記太陽歯車９には連結軸１０を介して
フライホイール板１１が連設されている。また、
上記連結軸１０を軸支したケージング１２は前記
シヤーシ１に固定されたもので、その端面を上記
フライホイール板１１に所定の間隔を隔てて対向
させている。そして、このケージング１２の上記
端面にはコアに巻装された電磁コイル１３が複数
個埋設されている。なお、電磁コイル１３は、例
えば第３図に示す如く前記連結軸を中心として等
角度間隔に８個設けられている。そして、これら
コイル１３に対向する前記フライホイール板１１
に第４図に示す如く永久磁石１４が埋設されてい
る。しかして、フライホイール板１１に設けられ
た永久磁石１４にて発電機のロータが形成され、
また、ケージング１２に設けられたコイル１３に
より上記発電機のステータが形成されている。
このような構造を有する装置によれば、シリン
ダ２ａ，２ｂ内で進退するピストン３ａ，３ｂの
往復運動は円筒カム５に極めて円滑に伝達されて
回転運動に変換される。そして、円筒カム５の回
転運動力は遊星歯車８ａ，８ｂ，８ｃに伝達さ
れ、太陽歯車を増速回転せしめる。したがつて、
フライホイール板１１は、前記ピストン３ａ，３
ｂの往復運動に比して高速回転することになる。
しかも、このフライホイール板１１の回転は発電
作用を呈するので、その回転エネルギは発電エネ
ルギとして効果的に吸収される。
かくして本装置によれば、先ず従来装置に比し
て電磁ブレーキ等を用いることがないので、動力
吸収部での電力消費を零とし、逆に発電機により
得られた電力を他の部位へ供給することが可能と
なる。しかも、従来装置では動力吸収を電磁ブレ
ーキ作用にて熱として放熱されており、放熱板を
用いる等の工夫を要したが、本装置ではブレーキ
作用による発熱がなく、構造の簡易化を容易には
かることができる。また、フライホイール板１１
についてみると、フライホイール作用に要する質
量を永久磁石１４の質量にて代用することができ
るので、その構成および材質を簡素なものとする
ことができる。さらに、本装置では円筒カム５の
内部に遊星歯車８ａ，８ｂ，８ｃおよび太陽歯車
９等からなる増速機を配設しているので、増速機
を配設するための格別の空間が不要となり、これ
によつて装置構成の小型軽量化をはかり得ると云
う効果を奏する。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記増速機は遊星歯車およ
び太陽歯車からなるものに限らず、前記円筒カム
の内部に配設できるものであればよい。さらに、
増速機の増速比は仕様に応じて適宜定めればよ
い。また、前記電磁コイルおよび永久磁石の数も
仕様に応じて適宜定めればよいのは、勿論のこと
である。さらに、前記フライホイール板の永久磁
石を除いて電磁ブレーキとして作用させた場合で
あつても、小型軽量化の利点が損われることはな
い。要するに本発明は、その要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
要部構成を示す断面図、第２図は増速機の構成
図、第３図はステータの構成図、第４図はロータ
の構成図である。 １……冷凍機シヤーシ、３ａ，３ｂ……ピスト
ン、５……円筒カム、７……内歯歯車、８ａ，８
ｂ，８ｃ……遊星歯車、９……太陽歯車、１１…
…フライホイール板、１３……電磁コイル、１４
……永久磁石。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 断熱膨張エンジンのピストン運動を回転運動
    に変換する円筒カムと、この円筒カムの内部に設
    けられ上記円筒カムの回転を増速する増速機と、
    この増速機に連設され上記増速された回転に応じ
    て回転するロータと、このロータに対向配置して
    前記断熱膨張エンジンのシヤーシに固定されたス
    テータとを具備してなることを特徴とする低温用
    冷凍機の動力吸収装置。 ２ 前記増速機は、前記円筒カムの内周面に当接
    され円筒カムの回転運動に伴つて回転する遊星歯
    車およびこの遊星歯車に噛合して増速回転する太
    陽歯車からなるものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の低温用冷凍機の動力吸収
    装置。 ３ 前記ロータは回転板に取り付けられた永久磁
    石からなり、前記ステータは磁石コイルからなる
    ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の低温用冷凍機の動力吸収装置。
JP56028223A 1981-02-27 1981-02-27 Power absorber for low temperature refrigerating machine Granted JPS57142457A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56028223A JPS57142457A (en) 1981-02-27 1981-02-27 Power absorber for low temperature refrigerating machine
US06/345,017 US4437016A (en) 1981-02-27 1982-02-02 Power absorbing device for low-temperature refrigerating machine
CA000395788A CA1181484A (en) 1981-02-27 1982-02-08 Power absorbing device for low-temperature refrigerating machine
EP82100979A EP0059347B1 (en) 1981-02-27 1982-02-10 Power absorbing device
DE8282100979T DE3271094D1 (en) 1981-02-27 1982-02-10 Power absorbing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56028223A JPS57142457A (en) 1981-02-27 1981-02-27 Power absorber for low temperature refrigerating machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57142457A JPS57142457A (en) 1982-09-03
JPH0120345B2 true JPH0120345B2 (ja) 1989-04-17

Family

ID=12242608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56028223A Granted JPS57142457A (en) 1981-02-27 1981-02-27 Power absorber for low temperature refrigerating machine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4437016A (ja)
EP (1) EP0059347B1 (ja)
JP (1) JPS57142457A (ja)
CA (1) CA1181484A (ja)
DE (1) DE3271094D1 (ja)

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Also Published As

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EP0059347A1 (en) 1982-09-08
US4437016A (en) 1984-03-13
JPS57142457A (en) 1982-09-03
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