CN102844633B - 超低温制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超低温制冷机，其具有：缸体，供给制冷剂气体；置换器，在该缸体内往复移动；驱动装置，使所述置换器在所述缸体内往复移动；及连结机构，连结所述驱动装置与所述置换器，其中，所述连结机构设为具有如下部件的结构：输出轴，从所述驱动装置朝向所述置换器延伸；卡合销，设置成以向与所述置换器的往复移动方向交叉的方向延伸的方式而贯穿所述输出轴；旋转防止机构，当所述置换器旋转时与所述卡合销卡合，防止该置换器的旋转；及盖体，固定于所述置换器的所述一端部，并且与所述输出轴卡合。

Description

超低温制冷机

技术领域

本发明涉及一种超低温制冷机，尤其涉及一种具有连结驱动装置与置换器的连结机构的超低温制冷机。

背景技术

通常，作为产生超低温的制冷机已知有吉福德-麦克马洪制冷机(以下，称为GM制冷机)。该GM制冷机为根据内置蓄冷材料的置换器的动作与利用阀产生的制冷剂气体的绝热膨胀联动的吉福德-麦克马洪循环而获得冷却效果的制冷机。

GM制冷机首先将通过压缩机提高了压力的制冷剂气体供给于缸体。在该时刻置换器处于下死点。置换器因制冷剂气体的压力差而且因马达的力而上升。置换器到达上死点时切换阀，使贮留于置换器下部的制冷剂气体绝热膨胀，并冷却制冷剂气体，并使其与内置于置换器的蓄冷材料进行热交换。此时，置换器开始下降，若返回到下死点则切换阀，通过压缩机提高了压力的制冷剂气体再次进入缸体内，与置换器内的蓄冷材料进行热交换而被冷却，通过反复此过程来冷却缸体下端部的热负荷凸缘部。通常，利用曲柄机构或止转棒轭机构将马达的旋转运动转换成直线运动，获得置换器的往复运动(例如，参考专利文献1)。

以往，当将止转棒轭机构的往复移动的输出轴连接于置换器时，使用图7及图8所示的连结机构。该连结机构由销环102、平行销104、上部盖105及弹簧销107等构成。

输出轴101为杆状的部件，通过连接于未图示的止转棒轭而向图中上下方向往复运动。在该输出轴101的下端部嵌合有圈饼状的销环102，通过贯穿销环102和输出轴101的平行销104而被固定。

置换器103的上端面上形成有轴孔103a，其中插入有输出轴101及销环102。而且，置换器103的上端面上通过固定螺栓106固定有上部盖105。

该上部盖105的中央形成有开口105a，输出轴101贯穿该开口105a而朝向上方延伸。而且，销环102的直径设定为大于开口105a的直径。

上述结构中，若输出轴101向上方移动，则销环102的上表面与上部盖105卡合并被拉伸，由此置换器103在缸体100内朝向上方移动。另一方面，若输出轴101向图中下方移动，则通过销环102朝向下方按压置换器103，由此置换器103在缸体100内朝向下方移动。由此，置换器103在缸体100内进行往复移动。

而且，由于GM制冷机通过在缸体100内使制冷剂气体膨胀而产生寒冷，因此若制冷剂气体在缸体100的内壁与置换器103的外壁之间流动(若产生所谓制冷剂气体的喷漏)，则成为冷却效率下降的原因。因此，在置换器103的侧面设置与缸体100滑动接触的密封件108，抑制产生制冷剂气体的喷漏。

然而，若置换器103在缸体100内往复移动时，置换器103绕上下移动的轴旋转，则配置于置换器103的侧面的密封件108与缸体100的内周面的接触面发生变化。因此，产生制冷剂气体的喷漏，基于GM制冷机的冷却处理变得不稳定。为了防止该情况，上述的连结机构上附加有防止置换器103的旋转的机构(旋转防止机构)。

如图7以及图8所示，以往的旋转防止机构设为如下结构：在上部盖105压入固定弹簧销107，并且在销环102形成槽102a，使弹簧销107卡合于槽102a。通过连接于止转棒轭等来限制输出轴101的旋转。而且，通过弹簧销107限制置换器103相对于输出轴101的旋转。由此，以往的旋转防止机构成为防止置换器103在缸体100内的旋转的结构。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-205582号公报

然而，上述以往的超低温制冷机中，通过向上部盖105压入/固定弹簧销107，并使压入的弹簧销107卡合于形成在销环102的槽102a来实施止转，因此当欲使置换器103旋转的力作用于置换器时，该力就会全部外加到弹簧销107。

因此以往的超低温制冷机中，存在弹簧销107有可能断裂的问题点。如果弹簧销107断裂，置换器103就会在缸体100内旋转，基于超低温制冷机的制冷处理就会变得不稳定。

发明内容

本发明的总括目的在于提供一种解决上述的以往技术的问题的、改良了的有用的超低温制冷机。

本发明的更加详细的目的在于提供一种通过防止置换器的旋转谋求制冷处理的稳定化的超低温制冷机。

为了达到该目的，本发明的超低温制冷机，其具有：缸体，供给制冷剂气体；置换器，在该缸体内往复移动；驱动装置，使所述置换器在所述缸体内往复移动；及连结机构，连结所述驱动装置与所述置换器，所述超低温制冷机的特征在于，

所述连结机构具有：输出轴，从所述驱动装置朝向所述置换器延伸；卡合销，设置成以向与所述置换器的往复移动方向交叉的方向延伸的方式贯穿所述输出轴；旋转防止机构，当旋转方向的力作用于所述置换器时与所述卡合销卡合，防止该置换器的旋转；及盖体，固定于所述置换器的一端部，并且经由所述卡合销在所述置换器的往复移动方向上与所述输出轴卡合。

而且，在上述发明中，可将所述旋转防止机构设为如下结构，即：具有一对卡合槽，且所述一对卡合槽形成于所述置换器，并且在旋转方向的力作用于所述置换器时所述卡合销的两端部分与所述一对卡合槽卡合。

并且，在上述发明中，可将所述旋转防止机构设为如下结构，即：具有立设销的结构，且所述立设销竖立设置于所述置换器，并且在旋转方向的力作用于所述置换器时所述卡合销的两端部分与所述立设销卡合。

此外，在上述发明中，可将所述卡合销设为实心圆棒。

另外，在上述发明中，可将所述立设销设为螺栓，且设为形成于下部的螺纹部螺合于所述置换器，并且上部与形成于所述盖体的凹部卡合的结构。

发明效果

根据本发明，由于通过旋转防止机构防止置换器的旋转，因此能够进行稳定的冷却处理。

附图说明

图1是作为本发明的一实施方式的超低温制冷机的截面图。

图2是设置于作为本发明的一实施方式的超低温制冷机的回转阀的分解立体图。

图3是放大表示设置于作为本发明的一实施方式的超低温制冷机的置换器附近的截面图。

图4是沿图3中的A-A线的截面图。

图5是放大表示在作为本发明的变形例的超低温制冷机上设置的置换器附近的截面图。

图6是沿图5中的B-B线的截面图。

图7是放大表示在作为以往的一例的超低温制冷机上设置的置换器附近的截面图。

图8是沿图7中的C-C线的截面图。

符号的说明：

1-气体压缩机，2-冷头，3A-第1级置换器，3B-第2级置换器，4A、4B-蓄冷材料，6、7-冷却台，8-阀主体，9-阀板，10-缸体部，10A-第1级缸体，10B-第2级缸体，11-第1级膨胀室，12-第2级膨胀室，13-上部室，14-曲柄，15-马达，16-旋转轴承，22-止转棒轭，30-卡合销，30a、30b-端部，31-销环，31a-贯穿孔，32-轴孔，33-贯穿孔，34-固定螺栓，35-螺纹孔，36A、36B-卡合槽，37-上部盖，40A、40B-卡合螺栓，41-上端凹部，50-密封件。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1乃至图4是用于说明作为本发明的一实施方式的超低温制冷机的图。另外，本实施方式中，作为超低温制冷机例举吉福德-麦克马洪型制冷机(以下，称为GM制冷机)进行说明。

基于本实施方式的GM型制冷机具有气体压缩机1和冷头2。冷头2具有壳体23和缸体部10。气体压缩机1从吸气口1a吸入制冷剂气体并进行压缩，而从吐出口1b作为高压制冷剂气体来吐出。而且，使用氦气来作为制冷剂气体。

缸体部10为第1级缸体10A和第2级缸体10B的2级结构，第2级缸体10B设定为比第1级缸体10A细。而且，在第1级缸体10A的内部沿缸体10A的轴向能够往复运动地插入有第1级置换器3A，在第2级缸体10B的内部沿缸体10B的轴向能够往复运动地插入有第2级置换器3B。

第1级置换器3A和第2级置换器3B通过省略图示的接头机构相互连结。而且，第1级置换器3A的内部设置有蓄冷材料4A，第2级置换器3B中填充有蓄冷材料4B。而且，各第1级置换器3A、第2级置换器3B形成有制冷剂气体所通过的气体流路L1～L4。

第1级缸体10A内的、第2级缸体10B侧的端部形成有第1级膨胀室11，另一侧的端部形成有上部室13。而且，在第2级缸体10B的与第1级缸体10A侧相反的一侧的端部形成有第2级膨胀室12。

上部室13和第1级膨胀室11经气体流路L1、填充有蓄冷材料4的第1级蓄冷材料填充室、及气体流路L2连接。而且，第1级膨胀室11和第2级膨胀室12经气体流路L3、填充有蓄冷材料4B的第2级蓄冷材料填充室、及气体流路L4连接。

第1级缸体10A的外周面中，在与第1级膨胀室11大致对应的位置配设有冷却台6。而且，第2级缸体10B的外周面中，在与第2级膨胀室12大致对应的位置配设有冷却台7。

第1级置换器3A的外周面中，在上部室13侧的端部附近配置有密封件50。该密封件50将第1级置换器3A的外周面与缸体10A的内周面之间密封。

如所述，若在第1级缸体10A的内壁与第1级置换器3A的外壁之间产生制冷剂气体的喷漏，则会导致GM制冷机的冷却效率下降。因此，在第1级置换器3A的外侧面设置与第1级缸体10A的内周面滑动接触的密封件50，抑制产生制冷剂气体的喷漏。

第1级置换器3A经连结机构(对此将在后面进行详述)连结于构成旋转/往复运动转换机构的止转棒轭22的输出轴22a。止转棒轭22通过固定于壳体23的一对滑动轴承17a、滑动轴承17b被支承为能够向第1级置换器3A、第2级置换器3B的轴向移动。在滑动轴承17b中，保持了滑动部的气密性，且气密地分隔了壳体23内的空间与上部室13。

而且，止转棒轭22上连接有马达15。马达15的旋转运动通过曲柄14及止转棒轭22转换为往复运动。该往复运动经输出轴22a及连结机构传递于第1级置换器3A，由此第1级置换器3A在第1级缸体10A内进行往复移动，而且第2级置换器3B在第2级缸体10B内进行往复移动。本实施方式中，该马达15及止转棒轭22(包括输出轴22a)构成权利要求所述的驱动装置。

在各第1级置换器3A、第2级置换器3B向图中上方(Z1方向)移动时，上部室13的容积减少，相反第1级膨胀室11及第2级膨胀室12的容积增加。而且相反地，在各第1级置换器3A、第2级置换器3B向图中下方移动时，上部室13的容积增大，第1级膨胀室11及第2级膨胀室12的容积则减少。随着该上部室13、膨胀室11及膨胀室12的容积的变动，制冷剂气体通过气体流路L1～L4而移动。

而且，当制冷剂气体在填充于各第1级置换器3A、第2级置换器3B的蓄冷材料4A、蓄冷材料4B内通过时，在制冷剂气体与蓄冷材料4A、蓄冷材料4B之间进行热交换。由此，蓄冷材料4A、蓄冷材料4B被制冷剂气体冷却。

在制冷剂气体的流路中，在压缩机1的吸气口1a及吐出口1b与上部室13之间配置有回转阀RV。回转阀RV发挥切换制冷剂气体的流路的功能。具体而言，回转阀RV进行将从气体压缩机1的吐出口1b吐出的制冷剂气体导入上部室13内的第1形态和将上部室13内的制冷剂气体导入气体压缩机1的吸气口1a的第2形态的切换处理。

回转阀RV具有阀主体8及阀板9。阀板9例如由铝合金形成，阀主体8例如由四氟乙烯(例如，NTN公司制造的BEAREE FL3000)形成。阀主体8及阀板9具有平坦的滑动面，该平坦的滑动面彼此面接触。为了降低摩擦并提高耐磨损性，优选在两者的滑动面的至少一方形成由类金刚石(DLC)等硬质材料构成的薄膜。

阀板9被旋转轴承16能够旋转地支承于壳体23内。驱动止转棒轭22的曲柄14的偏心销14a以旋转轴为中心进行公转，由此阀板9进行旋转。阀主体8被螺旋弹簧20压紧于阀板9，并且被销19固定成不进行旋转。

螺旋弹簧20是为了按压阀主体8而设置的按压构件，以免当排气侧的压力变得大于供气侧的压力时阀主体8远离阀板9。通过制冷剂气体的供气侧的压力与排气侧的压力的差压作用于阀主体8来产生工作时将阀主体8按压于阀板9的力。

图2是回转阀RV的分解立体图。圆柱状的阀主体8的平坦的滑动面8a与阀板9的平坦的滑动面9a面接触。成为气体供给路的气体流路8b沿阀主体8的中心轴贯穿阀主体8。即，气体流路8b的一端在滑动面8a上开口。

气体流路8b的另一端连接于图2所示的气体压缩机1的吐出口1b。从压缩机1的吐出口1b至阀主体8的气体流路8b相当于气体供给路。

阀主体8的滑动面8a上形成有沿以阀主体8的中心轴为中心的圆弧的槽8c。形成于阀主体8的内部的气体流路8d的一端在槽8c的底面上开口。气体流路8d的另一端在阀主体8的外周面上开口，而且，进一步经由形成于图2所示的壳体23的气体流路21而与上部室13连通。

阀板9的滑动面9a上形成有从其中心向半径方向延伸的槽9d。当阀板9旋转且槽9d的外周侧的端部与槽8c部分重叠时，气体流路8b与气体流路8d经槽9d连通。

平行于旋转轴的气体流路9b贯穿阀板9而延伸。在滑动面9a内的半径方向上，气体流路9b在与形成于阀主体8的滑动面8a的槽8c大致相同的位置上开口。当阀板9旋转且气体流路9b的开口部与槽8c部分重叠时，气体流路8d与气体流路9b连通。气体流路9b的另一端经图2所示的壳体23内的空腔与气体压缩机1的吸气口1a连通。从阀板9的气体流路至压缩机1的吸气口1a相当于气体排出路。

在气体流路8b与气体流路8d经槽8c连通时，从压缩机1送出的制冷剂气体经回转阀RV被送入上部室13内。在气体流路8d与气体流路9b连通时，上部室13内的制冷剂气体回收至气体压缩机1。因此，若使阀板9旋转，则会反复进行向上部室13的制冷剂气体的导入(供气)与从上部室13的制冷剂气体的回收(排气)。

接着，在上述结构的GM制冷机中，主要利用图3及图4对连结止转棒轭22的作为往复移动部件的输出轴22a与第1级置换器3A的连结机构进行说明。图3是放大表示输出轴22a与第1级置换器3A的连结部分的图，图4表示沿图3中的A-A线的截面。

连结输出轴22a与第1级置换器3A(以下，简称置换器3A)的连结机构大体包括：输出轴22a、卡合销30、销环31、轴孔32、上部盖37及旋转防止机构等。本实施方式所涉及的旋转防止机构成为具有卡合槽36A、卡合槽36B的结构。

输出轴22a的下端附近以向与置换器3A的往复移动方向(图1、图3中以箭头Z1、箭头Z2所示的方向)垂直的方向(图1、图3中以箭头X1、箭头X2所示的方向)延伸的方式形成有贯穿孔33。卡合销30安装成贯穿该贯穿孔33。因此在该安装状态下，卡合销30成为向与置换器3A的往复移动方向垂直的方向(X1方向、X2方向)延伸的状态。而且，由于卡合销30的长度长于输出轴22a的直径，因此卡合销30的两个端部30a、端部30b成为以输出轴22a为中心朝向外侧伸出的状态。

在输出轴22a的下端部设置销环31。销环31具有中央形成有能够插入输出轴22a的插穿孔31a的中空圆柱形状。该销环31例如由不锈钢形成。而且，销环31上形成有向与置换器3A的往复移动方向垂直的方向延伸的插穿孔31b。

在销环31安装于输出轴22a的预定安装位置的状态下，形成于输出轴22a的贯穿孔33与形成于销环31的插穿孔31b成为在一直线上连通的状态。在该连通状态下，卡合销30安装于插穿孔31b及贯穿孔33。卡合销30的长度设定为长于销环31的直径。因此，即使在将卡合销30安装于输出轴22a及销环31的状态下，卡合销30的两个端部30a、端部30b仍以销环31为中心朝向比其外周面更靠外侧伸出。

而且，在将卡合销30安装于输出轴22a及销环31的状态下，销环31成为经卡合销30保持于输出轴22a的状态。由此，当输出轴22a向置换器3A的往复移动方向(Z1方向、Z2方向)移动时，销环31也会一体地向往复移动方向(Z1方向、Z2方向)移动。

轴孔32及卡合槽36A、卡合槽36B形成于置换器3A的上端部(Z1方向端部)。轴孔32形成为与成为圆柱形状的置换器3A的中心轴同轴。该轴孔32的直径设定为稍微大于销环31的直径。即，轴孔32成为能够在其内部插入安装有销环31的输出轴22a的结构。而且，所述卡合销30的长度设定为长于该轴孔32的直径。

卡合槽36A、卡合槽36B形成于轴孔32的侧壁。该卡合槽36A、卡合槽36B隔开180°而形成，因此卡合槽36A与卡合槽36B形成为相互对置。而且，各卡合槽36A、卡合槽36B成为相同形状，因此其长度(图4中以箭头L1表示)及宽度(图4中以箭头W表示)成为相同尺寸。

而且，各卡合槽36A、卡合槽36B的长度L1设定为大于卡合销30的各个端部30a、端部30b从销环31的外周面向外侧突出的长度(图4中以箭头L2表示)(L1＞L2)。而且，各卡合槽36A、卡合槽36B的宽度W设定为大于卡合销30的截面直径(图4中以箭头R表示)(W＞R)。因此，通过将安装有卡合销30及销环31的输出轴22a插入安装于轴孔32，卡合销30的两个端部30a、端部30b成为插入于卡合槽36A、卡合槽36B而卡合的状态(参考图4)。

上部盖37作为堵塞置换器3A的上端部的盖子来发挥作用。该上部盖37由铝构成，并成为中央形成有插穿孔37a的圆盘形状。该插穿孔37a中插穿输出轴22a。而且，上部盖37上形成有形成气体流路L1的孔和安装固定螺栓34的安装凹部。

该上部盖37通过将固定螺栓34插入于安装凹部并且使其与形成于置换器3A的上端部的螺纹孔35螺固而固定于置换器3A。在该固定状态下，销环31位于上部盖37的下部。而且，形成于上部盖37的插穿孔37a的直径设定为小于销环31的直径。由此，在上部盖37固定于置换器3A的状态下，销环31成为卡合(抵接)于上部盖37的状态。

上述结构中，若输出轴22a通过驱动装置的驱动而向上移动(向Z1方向移动)，则通过卡合销30安装于输出轴22a的销环31也向上移动。此时，由于销环31与上部盖37卡合，因此随着销环31的向上移动，上部盖37也被施加向上移动的力。

由此，销环31随着输出轴22a的向上移动而与上部盖37卡合，施加使置换器3A朝向上方移动的力。即，上部盖37成为经销环31与输出轴22a卡合的状态。由此，置换器3A随着输出轴22a的向上移动而向上移动。

而且，在输出轴22a向下移动时，因与上述相同理由，置换器3A也随着输出轴22a的向下移动而向下移动。由此，根据本实施方式所涉及的连结机构，能够通过驱动装置的输出轴22a的上下动作使置换器3A向上下方向往复移动。

在此，在本实施方式所涉及的连结机构中，设想力向旋转方向(图4中以箭头C1、箭头C2表示)作用于置换器3A。

现在假设对置换器3A作用有向图4中以箭头C1所示的方向旋转的力，则随着置换器3A的C1方向的旋转，卡合槽36A、卡合槽36B也向箭头C1方向进行旋转。由此，随着C1方向的旋转，成为卡合槽36A的一个内壁与卡合销30的端部30a卡合(抵接)且卡合槽36B的一个内壁与卡合销30的端部30b卡合的状态。

然而，如所述，输出轴22a由于连接于构成驱动装置的止转棒轭机构，因此成为不能旋转的结构，所以贯穿于输出轴22a的贯穿孔33的卡合销30也成为不能旋转的结构。由此，在各卡合槽36A、卡合槽36B的内壁与卡合销30的各个端部30a、端部30b卡合之后，限制置换器3A进一步进行C1方向的旋转。

而且，对于置换器3A作用有向图4中以箭头C2所示的方向旋转的力时也相同，随着C2方向的旋转，卡合槽36A的另一内壁与卡合销30的端部30a卡合(抵接)，卡合槽36B的另一内壁与卡合销30的端部30b卡合。由此，在各卡合槽36A、卡合槽36B的内壁与卡合销30的各个端部30a、端部30b卡合之后，也限制置换器3A进一步进行C2方向的旋转。

本实施方式中，通过卡合销30的两个端部30a、端部30b卡合于构成旋转防止机构的一对卡合槽36A、卡合槽36B来进行置换器3A的旋转的限制。即，以往仅通过弹簧销107，换言之仅在一个部位限制置换器103的旋转，与此相对本实施方式中能够在2个部位限制置换器3A的旋转。

由此，能够将在置换器3A的旋转限制时外加于卡合销30的各个端部30a、端部30b的剪切力设为小于以往，因此能够防止在置换器3A的旋转限制时卡合销30破损。由此，能够防止配设于置换器3A的密封件50离开第1级缸体10A而产生制冷剂气体的喷漏，能够谋求GM制冷机的冷却处理的稳定化。

而且，本实施方式中，作为卡合销30使用金属(例如，不锈钢)制的实心圆棒。因此，卡合销30的强度比以往的弹簧销107强，由此也可谋求防止卡合销30破损。

并且，本实施方式中能够省略以往必需的弹簧销107，而且也无需形成用于在上部盖105固定弹簧销107的固定孔。

此外，本实施方式中，无需在相对于置换器103较小的零件即销环102形成槽102a。因此，根据本实施方式所涉及的GM制冷机，与以往结构的制冷机相比，能够谋求减少零件件数及简化制造工序。

图5及图6表示上述的连结机构的变形例。上述的实施方式所涉及的连结机构中设置卡合槽36A、卡合槽36B作为旋转防止机构，且设为如下结构：当第1级置换器3A向C1方向、C2方向旋转时，卡合销30与卡合槽36A、卡合槽36B卡合(抵接)，由此防止第1级置换器3A的旋转。

与此相对，本变形例的特征在于，作为连结机构的旋转防止机构，使用竖立设置于第1级置换器3A的上端部的立设销。而且，本变形例中成为使用螺栓40A、螺栓40B(以下，称为卡合螺栓40A、卡合螺栓40B)作为该立设销的结构。

在卡合销30的一端部30a配设有2个该卡合螺栓40A，而且在卡合销30的另一端部30b配设有2个卡合螺栓40B。因此，本变形例中，在第1级置换器3A的上端部竖立设置有共计4个螺栓40A、螺栓40B。

另外，立设销并不限定于螺栓，只要为能够竖立设置于第1级置换器3A的上端部的零件，也能够使用其他结构的零件。

另一方面，第1级置换器3A的上端部形成有圆形的凹部41(以下，称为上端凹部41)。该上端凹部41的中心位置插穿有输出轴22a。而且，上端凹部41的直径设定为长于卡合销30的长度。

而且，上端凹部41的底面形成有4个螺纹孔。所述4个螺栓40A、螺栓40B通过螺固于该螺纹孔而成为竖立设置于第1级置换器3A(具体而言，上端凹部41的底面)的状态。

如图6所示，在将输出轴22a安装于第1级置换器3A时，一对卡合螺栓40A竖立设置于夹着卡合销30的端部30a的位置。同样地，在将输出轴22a安装于第1级置换器3A时，一对卡合螺栓40B竖立设置于夹着卡合销30的端部30b的位置。

另一方面，上部盖37的与各卡合螺栓40A、卡合螺栓40B的配设位置对应的位置形成有卡合凹部42A、卡合凹部42B。该卡合凹部42A、卡合凹部42B成为当将上部盖37安装于第1级置换器3A时与竖立设置于销环31的各卡合螺栓40A、卡合螺栓40B的上端部卡合的结构(参考图5)。

如此，各卡合螺栓40A、卡合螺栓40B通过其下端螺栓紧固于第1级置换器3A，并且其上端部卡合于上部盖37的卡合凹部42A、卡合凹部42B而被固定。如此，各卡合螺栓40A、卡合螺栓40B由于其上下两端部被固定，因此其强度变得较高。

在成为上述结构的本变形例所涉及的连结机构中，设想力向旋转方向(图6中以箭头C1、箭头C2表示)作用于置换器3A。

现在假设相对于置换器3A作用有向图4中以箭头C1所示的方向旋转的力，则随着置换器3A的C1方向的旋转，各卡合螺栓40A、卡合螺栓40B也向箭头C1方向进行旋转。由此，随着该C1方向的旋转，一对卡合螺栓40A中的一个卡合螺栓40A(图6中位于下部的卡合螺栓40A)与卡合销30的端部30a卡合(抵接)。同样地，一对卡合螺栓40B中的一个卡合螺栓40B(图6中位于上部的卡合螺栓40A)与端部30b卡合(抵接)。

如所述，输出轴22a由于连接于构成驱动装置的止转棒轭机构，因此成为不能旋转的结构，从而卡合销30也成为不能旋转的结构。由此，如上述，在卡合螺栓40A、卡合螺栓40B与卡合销30的各个端部30a、端部30b卡合之后，限制置换器3A进一步进行C1方向的旋转。

而且，对于置换器3A作用有向图6中以箭头C2所示的方向旋转的力时也相同，通过与向C1方向旋转时卡合于端部30a、端部30b的卡合螺栓不同的卡合螺栓40A、卡合螺栓40B卡合(抵接)于端部30a、端部30b，限制置换器3A向C2方向的旋转。

如此，本变形例中，通过卡合销30的两个端部30a、端部30b卡合于构成旋转防止机构的卡合螺栓40A、卡合螺栓40B来进行置换器3A的旋转的限制。

此时，如所述，由于各卡合螺栓40A、卡合螺栓40B成为将其上下固定于第1级置换器3A及上部盖37的坚固的结构，因此能够可靠地防止第1级置换器3A的旋转。而且，各卡合螺栓40A、卡合螺栓40B为坚固的结构，由此能够防止在与卡合销30卡合时损伤卡合螺栓40A、卡合螺栓40B。

在此，本变形例中使用卡合螺栓40A、卡合螺栓40B作为立设销，设为通过将其螺固于形成在上端凹部41的底面的螺纹孔来进行固定的结构，但可设为使用粘结剂将立设销固定于上端凹部41的底面的结构。

而且，本变形例中，设为相对于卡合销30卡合4个卡合螺栓40A、卡合螺栓40A、卡合螺栓40B、卡合螺栓40B的结构，但可设为仅在卡合销30的一端部卡合2个卡合螺栓的结构。

具体而言，可设为在卡合销30的一端部30a仅设置2个卡合螺栓40A、卡合螺栓40A的结构，而且，也可设为在卡合销30的另一端部30a仅设置2个卡合螺栓40B、卡合螺栓40B的结构。

而且，可设为卡合销30的两个端部30a、端部30b分别配设1个卡合螺栓40A、卡合螺栓40B，且该一对卡合螺栓40A、卡合螺栓40B均配置于卡合销30的相同侧的结构。

具体而言，可设为仅保留在图6中位于卡合销30的图中上侧的卡合螺栓40A、卡合螺栓40B，并且除去位于下侧的卡合螺栓40A、卡合螺栓40B的结构。相反地，也可设为仅保留在图6中位于卡合销30的图中下侧的卡合螺栓40A、卡合螺栓40B，并且除去位于上侧的卡合螺栓40A、卡合螺栓40B的结构。

以上，对本发明的优选实施方式进行了详述，但本发明不限定于上述的特定实施方式，在技术方案中记载的本发明主旨的范围内，能够进行各种变形及变更。

具体而言，本发明不限定于2级式，也能够应用于1级式或多级式的GM制冷机。而且，本发明不限定于通过止转棒轭机构产生往复移动的机构，还能够应用于例如曲柄机构等产生往复移动的其他机构。

而且，也可考虑在输出轴22a完全固定置换器3A的方案，但由于置换器3A为在缸体部10内往复移动的结构，因此希望在不产生制冷剂气体的喷漏的范围内容许一定程度的旋转。本实施方式中，能够通过相对于卡合销30的直径R来调整卡合槽36A、卡合槽36B的宽度W来轻松地设定该旋转容许范围。

本国际申请主张基于2010年4月14日申请的日本专利申请2010-093281号的优先权，将日本专利申请2010-093281号的全部内容援用于本国际申请。

Claims (5)

1.一种超低温制冷机，其具有：

缸体，供给制冷剂气体；

置换器，在该缸体内往复移动；

驱动装置，使所述置换器在所述缸体内往复移动；及

连结机构，连结所述驱动装置与所述置换器，

所述超低温制冷机的特征在于，

所述连结机构具有：

输出轴，从所述驱动装置朝向所述置换器延伸；

卡合销，设置成以向与所述置换器的往复移动方向交叉的方向延伸的方式贯穿所述输出轴；

旋转防止机构，当旋转方向的力作用于所述置换器时与所述卡合销卡合，防止该置换器的旋转；及

盖体，固定于所述置换器的一端部，并且经由所述卡合销在所述置换器的往复移动方向上与所述输出轴卡合。

2.如权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，

所述旋转防止机构具有卡合槽，所述卡合槽形成于所述置换器，并且在旋转方向的力作用于所述置换器时所述卡合销的端部与该卡合槽卡合。

3.如权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，

所述旋转防止机构具有立设销，所述立设销竖立设置于所述置换器，并且在旋转方向的力作用于所述置换器时所述卡合销的端部与该立设销卡合。

4.如权利要求1所述的超低温制冷机，其中，

所述卡合销为实心圆棒。

5.权利要求3所述的超低温制冷机，其特征在于，

所述立设销为螺栓，且构成为形成于下部的螺纹部螺合于所述置换器，并且上部与形成于所述盖体的凹部卡合。