Paradiseの何でも工作室

その３　部品の組み立て　　　　2020年12月21日　　　前回の製作編と併せてご覧下さい。

末尾に新しい動画を掲載しましたのでご覧下さい。


1）ディスプレ―サ・シリンダーの組み立て
注：私は手持ち材料の関係で厚さ5㎜の透明アクリル板を使いましたが、厚さ20㎜が有れば1枚でOKです。
①厚さ5㎜のリング4枚を重ねて接着し、高さ20㎜のシリンダーを作りますが、一度に4枚を接着せずに2枚ずつ接着
します。　先ず、ズレを防ぐために太さ1.6㎜の真っ直ぐな針金を用意してリングに空けた1.6㎜の穴対角4ヶ所に通し
ます。　また、上側リングの内側下部を少し45度に面取りすると接着液が垂れずに接着面に浸透します。
2枚重ねが二組出来たら、次にこの二組を接着します。アクリル接着液の流し込みには注射器を使うのが便利です。

②シリンダーの接着が終わったら、シリンダーの上側の下穴1.6㎜にM2のタップ（深さ約8㎜）を切ります。
無理にタップを切るとひび割れの恐れがあるので、丁寧にゆっくりと12ヶ所を加工します。
但し、コールド面に冷却水用のプールを設けない場合は、タップを切る必要が無く直接2X6タップタイトにて接合します。



2）冷却水用プール枠の組み立て
コールド面冷却水用プール枠のリングもディスプレ―サ・シリンダー同様に接着します。

3）パワーシリンダーの組み立て
先ず、パワーシリンダーベースの上下部品を接着します。次にパワーシリンダーのガラス管下部に
接着剤（セメダインスーパーXクリア）を塗布して深さ3㎜の底部まで垂直に押し込みます。

4）ディスプレ―サガイドの組み立て
①先ず、ディスプレ―サガイドの上下を接着しますが、2.0㎜の穴に2㎜径の真鍮丸棒を差し込み、抵抗が無く
軽く動くことを確認、もし固いようであれば穴を少し広げます。そして丸棒に通した状態で上下を接着します。

②次に製作編で記したようにシールド部から空気の漏れが無い程度に軽く密着しているかを確認した後に
真鍮丸棒を通した状態で下部と接着します。　また、ディスプレ―サシャフトにはグリスを塗布してから挿入します。

5）フライホイール・タワーの組み立て
フライホイール・タワーの前後2枚のパネルを接着しますが、先ず、ベアリングホルダーにベアリングをはめ込み、
5㎜径真鍮シャフトを差し込み、センターにズレが無く軽く回る状態で接着します。

6）上板（コールド面）アルミ板への取り付け


①ディスプレ―サガイドをアルミ板の中央にゴムパッキンを介して置き、裏側から3本のタップタイト2X6にて
固定します。　この後、ディスプレ―サを下部から挿入して軽く動くことを確認しておきます。

②次にパワーシリンダーを同様に固定します。

③フライホイール・タワーを同様に固定します。

④ディスプレ―サ・シリンダーを取り付けますが、先ず、プール枠のリングに12本のM2x20ボールトを通し、
ゴムパッキンを介してアルミ板に差し込みます。　次に裏側からゴムパッキンを介してシリンダーを押し当て、
プール枠側からボールトを締め付けますが、偏らず対角に交互しながら少しずつ行います。

⑤ここまで出来たら、ディスプレ―サを挿入してからゴムパッキンを介して底板（ホット面）のアルミ板を
シリンダー下部に2X6タップタイト12本にて取り付けます。
このネジ頭がカップに載せた本体が落ちるのを止める役目をします。

7）フライホイールとパワーピスト、ディスプレ―サのセット
①フライホイールの取り付け
フライホイール・タワーのベアリングにシャフトを通してフライホイールを取り付けますが、ベアリングとフライホイールの
間に隙間を作らないと接触して回転が悪くなります。ここに0.7㎜のステンレス線をリング状に加工したスペーサーを
入れます。リングの作り方は、シャフトにステンレス線をコイル状に蜜巻きし、１周分をカットしたOリングを2個作ります。

②ディスプレ―サ・クランクの取り付け
フライホイールをシャフトに通したら回転させて振れが無いことを確認し、ディスプレ―サ・クランクを重ねて接着します。
接着剤が乾いたらM3セットスクリューでシャフトに固定します。

③ディスプレ―サ連接棒（Connecting rod：通称コンロット）の取り付けと調節
ディスプレ―サ・シャフト尖端の0.8㎜穴とディスプレ―サ・クランクに取り付けたM2ステンレスネジとを転結するロットを
0.7㎜ステンレス線を加工して作ります。先ず、ステンレス線を80㎜程に切断し、片方の先端に2㎜のループを作ります。
針金の加工には先丸ペンチが便利です。同様の品がダイソーの300均でも購入できます。　下の画像を参照


先に加工したステンレス線のループにM2X8ボールトを通し、ロック用ナットを入れてクランクのネジ穴にセットします。
次にクランクが一番下がった状態でディスプレ―サの位置が底板から2㎜上となる位置でディスプレ―サ・シャフト尖端の
穴に入る位置でステンレス線を90度折り曲げて挿入後、抜け止めに先端を少し曲げておきます。　下の画像を参照


④パワーピストン・コンロッドの取り付け
パワーシリンダーからピストンを取り出し、最初に付いていたコンロッドが短いのでを外してステンレス線と交換します。
外し方は、コンロッドを持って外側のグラファイト製スリーブを半分ほど押し下げると金属ピストンに挿入したピストンピンが
現れます。このピンを針金の先で押すとコンロッドが外れます。
ステンレス線の長さは80㎜程に切断してから作業を行います。
このピストンピンは直径が2㎜なので、直径0.7㎜のステンレス線を使って先端に内径2㎜のループを作ります。
出来たループを元のコンロッドと同じように金属ピストンに取り付け、グラファイト製スリーブを元に戻します。
次にシリンダーにピストンを挿入し、ピストン側クランクをフライホイールシャフトに挿入しますが、先に作ったOリングを
忘れずに嵌め込みます。


⑤ピストンコンロットの長さ合わせ
ピストン側クランクが一番上側（上死点）の位置にある時、シリンダー上面の少し下側にピストンのスリーブが来るように
コンロッドの長さを調節します。　長さが決まれば、その位置にクランクピンのループを作り、先のディスプレ―サ側と
同様にM2X8のボールトナットで固定します。　下の画像を参照


8）クランク角度の調整
ここでは、フライホールの回転方向をディスプレーサ側から見て右回りに設定しているのでピストン側クランクピンの
位置より、ディスプレーサ側クランクピンの位置が90度回転方向に進んだ位置にセットしています。
位置が決まれば、両側クランクのセットスクリューを締めて動かないようにします。
もし反対方向に回す場合は、今の位置から180度位置を変えればOKです。

9）テスト運転
では、カップに熱湯を注いで本体を載せます。暫くして底板（ホット面）が温まると少し指でフライホイールを
動かすだけで回転を始めます。　お湯を使うのでやけどしないように注意して下さい。
お子様と一緒に動かす場合は、お湯ではなく貼るカイロなどを使って安全に配慮して下さい。
私の場合はステンレスの二重構造保温マグカップを使うと3時間程回転を続けます。
また、上板（コールド）側に冷蔵庫の氷を一片置くと、掌に載せて自分の体温との差で動かせることが出来ます。

最後に動画をご覧下さい。 12月24日修正版に更新しました。

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最後までご覧いただきまして有難うございました。
次回は底面以外をアクリル板で作ったスターリングエンジンを紹介します。

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テーマ : 工作の作品
ジャンル : 写真

アクリル板とアルミ板をCNC加工して作る低温度差スターリングエンジン
その２　製作編　各パーツの製作　　　　2020年12月12日



主な部品リスト

品名	サイズ	数量	参考
透明アクリル板	厚さ5㎜　100X200㎜	2枚	アクリル屋ドットコム　端材
白色アクリル板	厚さ5㎜　100X200㎜	3枚	アクリル屋ドットコム　端材
アルミ板	厚さ2㎜　100X200㎜	1枚	ヨドバシ　光モール　HA-2013 [アルミ板 2x100x300mm]
真鍮丸棒	直径5㎜　長さ27㎜	1本	ヨドバシ　光モール　BM995-5 [真鍮丸棒 5×995mm]
真鍮丸棒	直径2㎜　約55㎜	1本	ヨドバシ　光モール　BM995-2 [真鍮丸棒 2×995mm]
ゴムシート	厚さ1㎜　100X約400㎜	1枚	ヨドバシ　光モール　KGR-1102 [ゴムロール巻 1×100mm×1m]
発泡スチレンボード	厚さ5㎜　100X100㎜	1枚	ダイソー　カラーボード定尺
パワーピストン	シリンダー径約15㎜	1本	AMAZON　2本660円
ステンレスビス	M2X20㎜	12本	AMAZON　(トラスコ) ナベ頭小ネジ B05-0220
鍋頭タップタイトP	2X6㎜	24本	ヨドバシ　大里　532-661　1袋30本入り
ベアリング	850ZZ	2個	ヨドバシ
ステンレス線	0.7㎜径	少々	手持ち品

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