CN102384601A - 超低温制冷机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超低温制冷机，其能够在沿旋转轴方向配置的2个部件之间可靠地固定轴承。本发明的超低温制冷机，具有通过使旋转体进行旋转来切换流道的压力切换阀，其特征在于，具备位于旋转体的旋转轴方向上的一侧的第1部件、位于旋转体的旋转轴方向上的另一侧的第2部件、可旋转地支承旋转体的轴承(36)及弹性体，第1部件和第2部件通过弹性体挟持轴承(36)。

Description

超低温制冷机
技术领域
本申请主张基于2010年8月31日申请的日本专利申请第2010-194989号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
本发明涉及一种超低温制冷机，其具备保持通过使旋转体进行旋转来切换流道的压力切换阀的轴承。
背景技术
一直以来，众所周知用于切换流道的、将旋转体保持于轴承的压力切换阀，其构成为，在径向上于旋转体与轴承之间插入弹性体，通过旋转体的旋转使轴承可靠地进行旋转(例如，参考专利文献1)。
专利文献1：日本特开2004-53157号公报
然而，在沿旋转轴方向配置的2个部件之间挟持轴承外圈来固定轴承外圈的结构中，如果不以高精确度加工该2个部件，则轴承外圈因加工公差等的影响而有可能无法被可靠地固定。若以未固定轴承外圈的状态旋转，则在径向上从外周面侧支承轴承外圈的部件上产生磨损，因此发生在加工这些2个部件时需要复杂工序之类的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种能够在沿旋转轴方向配置的2个部件之间可靠地固定轴承的超低温制冷机。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种具有通过使旋转体进行旋转来切换流道的压力切换阀的超低温制冷机，其特征在于，具备：
第1部件，所述第1部件位于所述旋转体的旋转轴方向上的一侧；
第2部件，所述第2部件位于所述旋转体的旋转轴方向上的另一侧；
轴承，可旋转地支承所述旋转体；及
弹性体，
所述第1部件和所述第2部件通过所述弹性体挟持所述轴承。发明效果
根据本发明，本发明可获得能够在沿旋转轴方向配置的2个部件之间可靠地固定轴承的超低温制冷机。
附图说明
图1是表示与超低温制冷机相关的整体结构的一例的图。
图2是表示超低温制冷机14的主要部分的一例的截面图。
图3是表示超低温制冷机14’的主要部分的其他一例的截面图。
图中：10-压缩机，10A-吸引口，10B-吐出口，14、14’-超低温制冷机，16-低压配管，18-高压配管，20-缸部，21-排出器，30-阀体，30A-缸侧流道，30B-高压流道，30C-阀侧流道，31-弹簧，32-O型圈，34-阀板，34A-低压流道，34B-高压流道，34F-法兰部，36-轴承，36A-外圈，36B-内圈，36C-滚珠，46-马达，46A-旋转轴，46B-曲柄，46C-O型圈，46D-偏心销，50-盖部件，50A-高压流道，50B-流道，60-壳体，60A-支承面，60B-流道，70-O型圈，72A、72B-O型圈，80-螺栓，90-上部室，92-止转棒轭。
具体实施方式
以下，参考附图对用于实施本发明的最佳方式进行说明。
图1是表示与超低温制冷机相关的整体结构的一例的图。
图1所示的结构具备：吸引口10A，其吸引工作气体(冷媒气体)；气体压缩机(以下仅称为压缩机)10，具有对从该吸引口10A吸引的工作气体进行压缩并吐出的吐出口10B；及超低温制冷机14，其连接于压缩机10。图中，16为低压配管，18为高压配管。
图2是表示超低温制冷机14的主要部分的一例的截面图。
超低温制冷机14为吉福德-麦克马洪循环(GM)制冷机。GM制冷机为利用基于在缸内往复运动的排出器的空间体积变化，根据吉福德-麦克马洪制冷循环而获得冷却效果的制冷机。并且，在GM制冷机中，将高压冷媒气体(氦气等)供给至缸，并使其绝热膨胀而成低温。膨胀而成超低温的冷媒气体从周围吸收热，并且与蓄冷材料进行热交换而升温至室温之后，从缸中排气。由此，缸内维持成超低温。从缸中排出的冷媒气体被送至压缩机并被压缩而成高压冷媒气体。该高压冷媒气体再次被供给至GM制冷机的缸。
如图2所示，超低温制冷机14主要包括缸部20、阀体30、阀板34、轴承36、盖部件50、壳体60及马达46。
缸部20可以构成包括1级式、2级式等在内的任意级数。并且，缸部20的结构本身可以是任意的，在此不详细说明。
壳体60具有大致圆筒形的形态，在内部容纳回转阀的各种构成要件(阀体30、阀板34及轴承36等)等。
盖部件50以覆盖壳体60的一侧开口(图示的例子中为上侧开口)的方式设置。盖部件50通过螺栓80而紧固在壳体60上。为了防止螺栓80的松弛而以较高的拧紧转矩拧紧螺栓80。并且，同样地为了保持气密性而在盖部件50与壳体60之间设置O型圈72A、72B。盖部件50上形成连接于高压配管18的高压流道50A。
马达46以覆盖壳体60的另一侧开口(图示的例子中为下侧开口)的方式设置。在马达46的马达壳体与壳体60之间为了保持气密性而设置O型圈46C。并且，马达46的内部通过低压配管16而连接于压缩机10的低压侧吸引口10A。马达46具备旋转轴46A。马达的旋转轴46A的旋转运动通过曲柄46B和偏心销46D实现阀板34的旋转运动，并且实现通过止转棒轭92的排出器21的往复运动。
在壳体60的侧部气密地结合缸部20。在壳体60的侧部形成流道60B。并且，盖部件50上形成与流道60B对应的流道50B。
阀体30配置于盖部件50的内侧(下面)的凹部内。阀体30相对于盖部件50被不可旋转地装配。在阀体30的外周面与盖部件50之间设置O型圈32。阀体30上形成贯穿中央部的高压流道30B。高压流道30B通过盖部件50的高压流道50A而与高压配管18连通。阀体30上还形成与流道60B及流道50B连通的阀侧流道30C及缸侧流道30A。阀体30通过设置于与盖部件50之间的弹簧31而朝向阀板34加力。
阀板34为与马达46的旋转轴46A结合的旋转体。阀板34以相对于阀体30可滑动地接触的方式设置。阀板34中的与阀体30接触的面上形成有底(槽或凹部形态)的高压流道34B。阀板34的高压流道34B通过阀体30的高压流道30B及盖部件50的高压流道50A而与高压配管18连通。并且，阀板34上形成与旋转轴方向平行地贯穿的低压流道34A。随着阀板34的旋转，阀体30的阀侧流道30C及缸侧流道30A与高压流道34B及低压流道34A交替连通，由此冷媒气体的方向被交替切换。
当阀体30的阀侧流道30C及缸侧流道30A与高压流道34B连通时，冷媒气体从压缩机10被送入缸部20的上部室90内。而当阀体30的阀侧流道30C及缸侧流道30A与低压流道34A连通时，上部室90内的冷媒气体穿过马达46内部而被回收至压缩机10。因此，若使阀板34进行旋转，则重复进行冷媒气体向上部室90的导入(供气)和冷媒气体从上部室90的回收(排气)。冷媒气体的导入及回收的重复和缸部20的排出器21的往复驱动均与曲柄46B的旋转同步。若适当地调节冷媒气体的导入及回收的重复相位和排出器21的往复驱动相位，则冷媒气体在缸部20的膨胀室(未图示)内成超低温而产生吸热作用。
如图2所示，阀板34通过轴承36而相对于壳体60被可旋转地支承。阀板34其外周侧嵌合于轴承36的内圈36B。并且，阀板34在其阀体30侧外径具有法兰部34F，通过嵌入其中的轴承36的内圈36B的按压而进行轴向定位。
轴承36包括外圈36A、内圈36B及滚珠(钢球)36C。如图2所示，轴承36设置于盖部件50与壳体60之间。具体而言，轴承36以外圈36A的外周面与壳体60的内周面接触的形态嵌在壳体60上。壳体60的内周面上形成朝向中心侧突出的支承面60A。轴承36的外圈36A的端面由支承面60A支承，旋转轴方向的荷载通过支承面36A而由壳体60承受。盖部件50以与壳体60的支承面60A之间夹入轴承36的外圈36A的形态设置。此时，如图2所示，盖部件50以相对于外圈36A的端面通过O型圈70沿旋转轴方向接触的方式设置。即，外圈36A的端面和盖部件50并不是沿旋转轴方向直接接触，而是以通过O型圈70接触的方式设置。O型圈70以与壳体60的内周面接触的方式设置。O型圈70具有与壳体60的内周面大致相同的直径。
这样，本实施例中，当在旋转轴方向上于壳体60与盖部件50之间支承轴承36时，在旋转方向上于壳体60与盖部件50之间设置O型圈70。因此，即使在因壳体60或盖部件50的加工公差等，有可能在壳体60与盖部件50之间形成空间的情况下，也能够通过O型圈70填充该空间。由此，当固定轴承36的外圈36A时，能够根据O型圈70的弹性特性恰当地保持加压。其结果，能够可靠地防止因壳体60与盖部件50之间的空间而引起的不良情况(尤其是轴承36的外圈36A不被固定的状态下旋转，由此发生壳体60磨损之类的不良情况)。并且，作用于轴承36的外圈36A的加压能够通过适当地调整壳体60与盖部件50之间的距离(旋转轴方向的距离)或O型圈70的弹性特性来容易地进行调整。
根据本实施例，尤其能够发挥如下优异效果。
本实施例中，如上所述，能够通过在壳体60与盖部件50之间使用O型圈70之类的弹性体来对轴承36的外圈36A赋予恰当的加压，由此可靠地防止由壳体60或盖部件50的尺寸公差或加工公而差引起的不良状况，并且能够降低加工成本。
并且，本实施例中，盖部件50被设置为不仅发挥对壳体60的盖功能，而且还发挥固定轴承36的外圈36A的功能。由此，能够去掉轴承外圈固定用板来减少部件件数且能够谋求成本降低。在此，盖部件50为了安全地发挥作为压力容器的盖的作用而使用较多的螺栓80进行紧固。在这些每一个螺栓80的拧紧转矩上产生不平衡时，在轴承36上有可能发生倾斜。对此，在本实施例中，如上所述，当在旋转方向上于壳体60与盖部件50之间支承轴承36时，在旋转方向上于壳体60与盖部件50之间设置O型圈70。因此，在拧紧螺栓80时，能够通过O型圈70弹性变形来防止过大的力作用于轴承36的外圈36A，并且即使发生拧紧转矩的不平衡时，也能够通过O型圈70弹性变形来防止在轴承36上发生倾斜。
图3是表示超低温制冷机14’的主要部分的其他一例的截面图。
图3所示的超低温制冷机14’相对于图2所示的超低温制冷机14，O型圈70的设置位置有所不同，除此之外相同。具体而言，在图2所示的超低温制冷机14中，O型圈70以与盖部件50接触的形态设置于壳体60与盖部件50之间，与此相反，在图3所示的超低温制冷机14’中，O型圈70以与壳体60接触的形态设置于壳体60与盖部件50之间。即，在图2所示的超低温制冷机14中，轴承36的外圈36A直接支承于壳体60的支承面60A，与此相反，在图3所示的超低温制冷机14’中，轴承36的外圈36A通过O型圈70而支承于壳体60的支承面60A。图3所示的超低温制冷机14’时，也能够获得与上述的图2所示的超低温制冷机14同样的效果。但是，在图2所示的超低温制冷机14中，由于轴承36的外圈36A直接支承于壳体60的支承面60A，因此有能够准确地确定轴承36相对于壳体60的轴向位置之类的优点。
在此，在图2所示的超低温制冷机14中，O型圈70优选以有助于壳体60与盖部件50之间的气密性的形态设置。在图示的例子中，O型圈70在壳体60与盖部件50之间弹性变形，并以有助于壳体60与盖部件50之间的气密性的形态设置。即，当将高压冷媒气体送至超低温制冷机时，O型圈70发挥作用以免高压冷媒气体从壳体60与盖部件50之间(壳体60的流道60B与盖部件50的流道50B之间)漏出到低压侧空间(与马达46的内部连通的壳体60内的空间)。因此，这种O型圈70的密封功能充分高时，也可以去掉实现相同功能的O型圈72A  参考图2及图3)。
以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明并不限于上述的实施例，在不脱离本发明的范围内，可以对上述的实施例加以各种变形及替换。
例如，在上述的实施例中，O型圈70作为弹性体的一例而被公开，但只要是具有弹性的部件(例如，由树脂或橡胶等构成的部件)，则可以使用除O型圈70以外的弹性体。例如，还可以使用防松垫圈、截面U字型密封部件(例如，U-seal(注册商标))等。
并且，在上述的实施例中，盖部件50被设置为还发挥固定轴承36的外圈36A的功能，由此去掉轴承外圈固定用板。然而，即使是使用轴承外圈固定用板之类的其他部件代替盖部件50来固定轴承36的外圈36A的结构时，也同样可以应用。此时，通过O型圈70在轴承外圈固定用板之类的其他部件与壳体60之间固定轴承36的外圈36A即可。并且，关于壳体60，也可以用其他部件来代替使用。
并且，在上述的实施例中，例示了采用吉福德-麦克马洪循环GM)的结构，但即使在采用其他超低温制冷机，例如脉冲管制冷机的情况下，也同样可以应用。此时，在脉冲管制冷机的上游侧的回转阀容纳部(壳体部)中应用上述实施例的结构即可。

Claims (4)

1.一种超低温制冷机，其具有通过使旋转体进行旋转来切换流道的压力切换阀，其特征在于，具备：
第1部件，所述第1部件位于所述旋转体的旋转轴方向上的一侧；
第2部件，所述第2部件位于所述旋转体的旋转轴方向上的另一侧；
轴承，能够旋转地支承所述旋转体；及
弹性体，
所述第1部件和所述第2部件通过所述弹性体挟持所述轴承。
2.如权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，
所述第1部件和所述第2部件构成气密地容纳所述旋转体的空间。
3.如权利要求1或2所述的超低温制冷机，其特征在于，
所述第2部件构成在内部容纳所述轴承和所述弹性体的壳体，
所述第1部件构成所述壳体的盖部件，
将所述弹性体设置于所述盖部件与所述轴承之间。
4.如权利要求2或3所述的超低温制冷机，其特征在于，
以有助于所述第1部件与所述第2部件之间的空间气密性的形态设置所述弹性体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110382976A (zh) * 2017-03-13 2019-10-25 住友重机械工业株式会社 超低温制冷机

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5575880B2 (ja) * 2010-04-14 2014-08-20 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機
JP6067477B2 (ja) * 2013-05-16 2017-01-25 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機
JP6147208B2 (ja) * 2014-03-05 2017-06-14 住友重機械工業株式会社 蓄冷式冷凍機
WO2018118019A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-28 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. System for warming-up and cooling-down a superconducting magnet

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1266474A (zh) * 1997-07-15 2000-09-13 新动力概念有限公司 斯德林循环机组的改进
CN1289031A (zh) * 1999-09-21 2001-03-28 空气及水株式会社 冷冻机及其所使用的旋转阀

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1778258A (en) * 1923-07-09 1930-10-14 Nash Engineering Co Journal box
US3312239A (en) * 1964-06-17 1967-04-04 Little Inc A Crosshead assembly
US3625015A (en) * 1970-04-02 1971-12-07 Cryogenic Technology Inc Rotary-valved cryogenic apparatus
US4180984A (en) * 1977-12-30 1980-01-01 Helix Technology Corporation Cryogenic apparatus having means to coordinate displacer motion with fluid control means regardless of the direction of rotation of the drive shaft
US4333755A (en) * 1979-10-29 1982-06-08 Oerlikon-Buhrle U.S.A. Inc. Cryogenic apparatus
US5361588A (en) * 1991-11-18 1994-11-08 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cryogenic refrigerator
JPH06300378A (ja) * 1993-04-14 1994-10-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd 極低温冷凍機のバルブタイミング可変機構
JP2991951B2 (ja) * 1995-08-11 1999-12-20 株式会社コスモテックス ロータリバルブ
JP3635767B2 (ja) * 1996-02-29 2005-04-06 アイシン精機株式会社 極低温発生装置
FR2803451B1 (fr) * 1999-12-30 2002-03-15 Crouzet Automatismes Moteur a rotor etanche avec roulement a billes
JP2002257429A (ja) * 2001-03-05 2002-09-11 Sumitomo Heavy Ind Ltd 極低温冷凍機の騒音低減装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1266474A (zh) * 1997-07-15 2000-09-13 新动力概念有限公司 斯德林循环机组的改进
CN1289031A (zh) * 1999-09-21 2001-03-28 空气及水株式会社 冷冻机及其所使用的旋转阀

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110382976A (zh) * 2017-03-13 2019-10-25 住友重机械工业株式会社 超低温制冷机
CN110382976B (zh) * 2017-03-13 2021-01-08 住友重机械工业株式会社 超低温制冷机

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Publication number Publication date
JP2012052720A (ja) 2012-03-15
CN102384601B (zh) 2015-10-28
US20120047913A1 (en) 2012-03-01
JP5551028B2 (ja) 2014-07-16

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