CN103968591A - 超低温制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超低温制冷机，其不增大定子阀与转子阀之间的滑动面的磨损而防止定子阀与转子阀之间的工作气体的泄漏。所述超低温制冷机具有：压缩机（1），压缩工作气体；膨胀空间（21、22），通过使工作气体膨胀而产生寒冷；旋转阀（40），具有定子阀（41）和转子阀（42）且随着旋转而在压缩机（1）与膨胀空间（21、22）之间进行工作气体的流动切换；及弹簧（60），施加按压力以使定子阀（41）与转子阀（42）被按压，并且使由弹簧（60）产生的按压力的中心轴X_P相对于定子阀（41）的中心轴X_S偏离。

Description

超低温制冷机

技术领域

本申请主张基于2013年1月30日申请的日本专利申请第2013-016073号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及一种具有旋转阀的超低温制冷机。

背景技术

众所周知作为产生超低温的制冷机有吉福德-麦克马洪（GM）制冷机。GM制冷机是利用由在缸体内进行往复移动的置换器产生的空间的体积变化，并根据吉福德-麦克马洪制冷循环得到冷却效果的制冷机。

GM制冷机中，将高压工作气体（氦气等）供给到缸体，并使其绝热膨胀而成为低温。通过膨胀而成为超低温的工作气体从周围吸收热量，并且与蓄冷材料进行热交换而升温至室温，之后从缸体排出。由此，缸体内被维持为超低温。从缸体排出的工作气体输送至压缩机后被压缩而成为高压工作气体。该高压工作气体再次供给到GM制冷机的缸体。

为了将高压工作气体供给到缸体并将在缸体内成为低压的工作气体从缸体排出而使用切换阀，该切换阀与缸体内的置换器的往复移动同步对工作气体的供气和排气进行切换。在GM制冷机中，作为该切换阀有时会使用旋转阀。

专利文献1：日本特开2001-280728号公报

专利文献2：日本特开2007-205581号公报

旋转阀为如下装置，即使转子阀相对于定子阀旋转，并随着该转子阀的旋转，使与缸体连接的通路在压缩机的供气侧与排气侧之间进行切换。并且，在旋转阀中，为了防止工作气体的泄漏，需要向定子阀按压转子阀。在某种GM制冷机中，通过进行供气的工作气体的压力而向转子阀按压定子阀。即成为如下结构：从与定子阀的滑动面相反的一侧导入高压工作气体时，工作气体的压力作用于与定子阀的滑动面相反的一侧的面，利用该压力向转子阀按压定子阀。

并且，也有利用弹簧作为向转子阀按压定子阀的方法。在该结构的GM制冷机中，将弹簧配设于定子阀的与转子阀相反的一侧的面，并通过该弹簧的弹力向转子阀按压定子阀。

另外，在定子阀和转子阀的各滑动面上，为了切换工作气体的流路，开口有供气侧通路的端部、排气侧通路的端部、及与缸体连接的流路的端部，并且形成有在规定的时刻连接该各端部的槽部。

高压工作气体的压力被施加到该各端部及槽部。并且，各端部及槽部在滑动面上的配设位置不限于具有圆形形状的滑动面的中心位置而配设于从该中心位置偏离的位置。

因此，转子阀相对于定子阀旋转时，根据其旋转位置，存在从滑动面的中心位置偏离的位置上被施加较大压力的情况。具体而言，当刚结束从压缩机向缸体供给高压工作气体之后，滑动面上施加有来自压缩机的工作气体的压力和供给到缸体的工作气体的压力这双方。

施加有这双方的压力的滑动面上的区域（以下，称为双方作用区域）有时为从中央位置偏离的位置。因此，在工作气体及弹簧相对于中心轴对称地按压定子阀的被按压面的结构中，存在双方作用区域中的气密性变低而工作气体泄漏的危险。

考虑在整个滑动面上增大由工作气体的压力及弹簧产生的按压力，以此来作为防止上述危险的方法。当作为该结构时，按压力变高且滑动面上的气密性增大，期望能够防止工作气体的泄漏。

然而，若由工作气体的压力及弹簧产生的按压力增大，则有可能导致滑动面上的摩擦力变得过大。若旋转阀在滑动面上的摩擦力变得过大的状态下进行工作，则定子阀与转子阀之间的滑动面的磨损变得剧烈。若在这种状态下连续运行，则旋转阀的寿命变短，有可能需要提早更换旋转阀。

并且，如果滑动阻力较大，则对用于进行驱动的马达施加的负载有可能变得过大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低定子阀与转子阀之间的滑动面的磨损且防止定子阀与转子阀之间的工作气体的泄漏的超低温制冷机。

根据本发明的一方式，具有：压缩机，压缩工作气体；膨胀空间，通过使被所述压缩机压缩后的所述工作气体发生膨胀而产生寒冷；阀机构，具有定子阀及相对于该定子阀旋转的转子阀，并且随着旋转而在所述压缩机与所述膨胀空间之间进行所述工作气体的流动切换；及施力机构，施加按压力以将所述转子阀与所述定子阀中的一个向另一个按压，所述施力机构配置成由该施力机构产生的按压力的中心轴不与所述转子阀或所述定子阀的中心轴重叠。

能够不增大定子阀与转子阀的滑动面的磨损而减少定子阀与转子阀之间的工作气体的泄漏，且能够维持制冷机的运行效率。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的GM制冷机的剖视图。

图2是放大表示设置于本发明的一实施方式的GM制冷机的止转棒轭机构的分解立体图。

图3是放大表示设置于本发明的一实施方式的GM制冷机的旋转阀的分解立体图。

图4是放大表示旋转阀的滑动面的图。

图5是表示本发明的效果的图。

图6是放大表示本发明的另一实施方式的GM制冷机的定子阀的剖视图。

图7是放大表示本发明的另一实施方式的GM制冷机的旋转阀的剖视图。

图中：1-压缩机，1a-低压侧，1b-高压侧，2-缸体，3-壳体，11-第1级缸体，12-第2级缸体，13-第1级置换器，14-第2级置换器，15-内部空间，16-内部空间，17-蓄冷材料，18-蓄冷材料，19-第1级冷却台，20-第2级冷却台，21-膨胀空间，22-膨胀空间，23-膨胀空间，30-驱动装置，31-马达，31a-旋转轴，32-止转棒轭机构，33-曲柄部件，33a-曲柄轴，33b-曲柄销，34-止转棒轭，35-轭板，35a-横向窗口，36-驱动轴，37-轴承部，40-旋转阀，70-旋转阀，41-定子阀，71-定子阀，41a-阀主体，41b-受压部，41c-受压面，42-转子阀，72-转子阀，43-固定销，44-工作气体吸气孔，84-工作气体吸气孔，45-定子阀侧滑动面，46-圆弧状槽，47-另一端部，48-开口，49-气体流路，50-转子阀侧滑动面，51-槽，52-相反侧端面，53-圆弧状孔，54-受压面，74-受压面，56-Ｏ型环，76-Ｏ型环，57-压力导入空间，77-压力导入空间，60-弹簧，75-压力导入孔，78-凸缘状部件，80-工作气体填充空间，X_S-定子中心轴，X_R-转子中心轴，X_P-按压中心轴。

具体实施方式

接着，参考附图对本发明的实施方式进行说明。

图1至图3是用于说明本发明的一实施方式的超低温制冷机的图。本实施方式中，作为超低温制冷机，例举吉福德-麦克马洪制冷机（以下，称为GM制冷机）进行说明。图1为GM制冷机的剖视图，图2为止转棒轭机构32的分解立体图，图3为旋转阀40的分解立体图。GM制冷机具有压缩机1、缸体2及壳体3等。

压缩机1从低压侧1a吸入工作气体，并对其进行升压处理后向高压侧1b排出。作为工作气体，能够使用氦气。

本实施方式所涉及的GM制冷机为所谓2级式制冷机。因此，缸体2具有第1级缸体11和第2级缸体12。在第1级缸体11内，以能够沿图中箭头Z1、Z2方向滑动的方式安装有第1级置换器13。并且，在第2级缸体12内，以能够沿图中箭头Z1、Z2方向滑动的方式安装有第2级置换器14。

在第1级缸体11的内部，在第1级置换器13的上部位置形成有上部空间23。并且，在第1级缸体11的内部，在第1级置换器13的下部位置形成有第1级膨胀空间21。并且，在第2级缸体12的内部，在第2级置换器14的下部位置形成有第2级膨胀空间22。

在第1级置换器13的内部形成有成为工作气体流动的流路的内部空间15。并且，在第2级置换器14的内部也形成有成为工作气体流动的流路的内部空间16。各内部空间15、16中分别容纳有蓄冷材料17、18。

上部空间23经由形成于第1级置换器13的流路L1、L2及内部空间15与第1级膨胀空间21连接。并且，第1级膨胀空间21经由形成于第2级置换器14的流路L3、L4及内部空间16与第2级膨胀空间22连接。

并且，在第1级缸体11的外周上与第1级膨胀空间21相对置的位置上设置有第1级冷却台19。并且，在第2级缸体12的外周上与第2级膨胀空间22相对置的位置上设置有第2级冷却台20。

壳体3具有驱动装置30和旋转阀40等。驱动装置30具有马达31及止转棒轭机构32。

如图2所示，止转棒轭机构32具有曲柄部件33及止转棒轭34。该止转棒轭机构32将由马达31产生的旋转驱动力转换为往复驱动力，并对第1级置换器13及第2级置换器14进行往复驱动。

曲柄部件33固定于马达31的旋转轴31a，并被马达31旋转驱动。曲柄部件33在从安装于马达31的旋转轴31a的位置偏心的位置上设置曲柄销33b。因此，若将曲柄部件33安装于马达31的旋转轴31a，则旋转轴31a与曲柄销33b成为偏心的状态。

止转棒轭34具有轭板35、驱动轴36及轴承部37。止转棒轭34设置为能够在壳体3内沿图中箭头Z1、Z2方向往复移动。并设置为在轭板35的中央的上下位置上，驱动轴36向上下方向（Z1、Z2方向）延出。另外，驱动轴36通过滑动轴承38a、38b被支承为能够沿上下方向（Z1、Z2方向）滑动。

轭板35上形成有向图2中的箭头X1、X2方向延在的横向窗口35a，在横向窗口35a内设置有轴承部37。轴承部37设置为能够在横向窗口35a内沿箭头X1、X2方向转动。该轴承部37上连接有曲柄销33b。

若在曲柄销33b与轴承部37连接的状态下使旋转轴31a旋转，则曲柄销33b以画圆弧的方式旋转（偏心旋转），止转棒轭34沿图2中的箭头Z1、Z2方向往复移动。此时，轴承部37在横向窗口35a内沿图2中箭头X1、X2方向往复移动。

设置于止转棒轭34的下部的驱动轴36与第1级置换器13连结。并且，第1级置换器13通过未图示的连结机构与第2级置换器14连结。由此，止转棒轭34使第1级置换器13及第2级置换器14沿图1中的箭头Z1、Z2方向往复移动。

接着，对构成阀机构的旋转阀40进行说明。

如图1所示，旋转阀40设置于压缩机1与缸体部10之间。旋转阀40对在压缩机1与缸体部10之间流动的工作气体进行流动控制。

具体而言，旋转阀40进行流路切换，以将由压缩机1生成的高压工作气体从高压侧1b导入到第1级缸体11及第2级缸体12内，且使产生寒冷并膨胀的工作气体从第1级缸体11及第2级缸体12导入到压缩机1的低压侧1a。

如图1和图3所示，该旋转阀40具有定子阀41和转子阀42。定子阀41具有平坦的定子阀侧滑动面45，转子阀42同样具有平坦的转子阀侧滑动面50。并且，该定子阀侧滑动面45与转子阀侧滑动面50面接触。

定子阀41在壳体3内被固定销43固定。定子阀41的旋转方向的移动被该固定销43限制。然而，在图1中以箭头Y1、Y2表示的方向上能够移动规定量。

在位于转子阀42的与转子阀侧滑动面50相反的一侧的相反侧端面52上形成有与曲柄销33b卡合的卡合孔（未图示）。曲柄销33b插通于轴承部37之后，其前端部从轴承部37向箭头Y1方向突出（参考图1）。并且，该曲柄销33b的前端部与形成于该转子阀42的卡合孔卡合。

因此，通过曲柄销33b以曲柄轴33a（马达31的旋转轴31a）为中心旋转（偏心旋转），转子阀42也与止转棒轭机构32同步旋转。

在该定子阀41的中心，以贯穿的方式形成有与压缩机1的高压侧1b连接的工作气体吸气孔44。（并且在定子阀侧滑动面45，如图3所示，以工作气体吸气孔44为中心，在同心圆上设置有圆弧状槽46。）

另外，在定子阀41及壳体3形成有气体流路49。该气体流路49由形成于定子阀41内的阀侧流路49a和形成于壳体3内的壳体侧流路49b构成。

（阀侧流路49a的开口48在圆弧状槽46内开口，另一端部47在定子阀41的侧面开口，并与壳体侧流路49b的一端部连通。并且，壳体侧流路49b的另一端部与上部空间23连接。）

另一方面，在转子阀42上形成有槽51及圆弧状孔53。槽51形成为在转子阀侧滑动面50上从其中心向半径方向延出。并且，圆弧状孔53形成为从转子阀42的转子阀侧滑动面50贯穿至相反侧端面52。该圆弧状孔53形成为与定子阀41的圆弧状槽46位于同一圆周上。

由上述工作气体吸气孔44、槽51、圆弧状槽46及开口48构成吸气阀。并且，由开口48、圆弧状槽46及圆弧状孔53构成排气阀。

如上所述，高压工作气体从压缩机1供给到工作气体吸气孔44。供给到该工作气体吸气孔44的工作气体的一部分还被导入到形成于定子阀41的与定子阀侧滑动面45的一部分相反的一侧的面41c（以下，称为受压面41c）与壳体3之间的压力导入空间57。

并且，在与受压面41c相对置的位置上设置有将定子阀41向转子阀42按压施力的弹簧60。另外，对于弹簧60的详细内容，为了便于说明将进行后述。

在设为上述结构的GM制冷机中，若止转棒轭34沿Z1、Z2方向往复移动，则第1级置换器13及第2级置换器14也沿Z1、Z2方向被往复驱动，从而分别在第1级缸体11及第2级缸体12内往复移动于下止点LP与上止点UP之间。

第1级置换器13、第2级置换器14达到下止点LP时，排气阀关闭且吸气阀打开，在工作气体吸气孔44、圆弧状槽46、槽51及气体流路49之间形成工作气体流路。由此，高压工作气体开始从压缩机1填充到上部空间23。之后，第1级置换器13、第2级置换器14经过下止点LP并开始上升，工作气体从上至下通过蓄冷材料17、18，并被填充到各膨胀空间21、22内。

而且，第1级置换器13、第2级置换器14达到上止点UP时，吸气阀关闭且排气阀打开，在气体流路49、圆弧状槽46及圆弧状孔53之间形成工作气体流路。由此，高压工作气体在各膨胀空间21、22内绝热膨胀，从而产生寒冷并冷却各冷却台19、20。并且，产生寒冷的低温工作气体在冷却蓄冷材料17、18的同时自下向上流动，之后回流到压缩机1的低压侧1a。

之后，第1级置换器13、第2级置换器14达到下止点LP时，排气阀关闭且吸气阀打开，从而结束1个循环。由此，通过反复进行工作气体的压缩、膨胀的循环，制冷机产生冷热，并能够对所产生的冷热进行蓄冷。

在此，进一步对旋转阀40进行详述。

如上所述，旋转阀40如下进行工作气体流路的切换，即转子阀42相对于被固定的定子阀41旋转，由此能够选择性地将与上部空间23（膨胀空间21、22）连接的气体流路49连接于工作气体吸气孔44或圆弧状孔53。并且，工作气体吸气孔44、圆弧状槽46、槽51及圆弧状孔53需要气密保持，因此在旋转阀40设置有向定子阀41按压转子阀42的机构。

本实施方式中，为了向定子阀41按压转子阀42，在定子阀41的受压面41c与壳体3之间形成压力导入空间57且配设弹簧60。

高压工作气体从压缩机1被导入到压力导入空间57内，由此压力施加到受压面41c，定子阀41向转子阀42被按压。并且，由于弹簧60也按压受压面41c，由此定子阀41也向转子阀42被按压。

另外，为了切换工作气体的流路，在定子阀41的滑动面45及转子阀42的滑动面50上，如上所述配设有工作气体吸气孔44、圆弧状槽46、槽51及圆弧状孔53等，且它们随着转子阀42的旋转而在规定的时刻连接。

图4是表示吸气结束时的旋转阀40的状态的图。图4为从旋转阀40的旋转中心轴X对其进行观察时的图。图4中，实线表示定子阀41的各结构，单点划线表示转子阀42的各结构。本实施方式中，定子阀41及转子阀42以同一旋转中心轴X为中心旋转。

工作气体吸气孔44与压缩机1连接，因此与工作气体吸气孔44连接的槽51内的压力变高。并且吸气结束时，在各膨胀空间21、22内工作气体处于膨胀前，因此与连接于各膨胀空间21、22的气体流路49连接的圆弧状槽46的压力也变高。另外，如图4所示，吸气结束时，成为高压状态的圆弧状槽46与槽51成为已靠近的状态。

因此，在定子阀侧滑动面45与转子阀侧滑动面50滑动接触的圆形区域，由图4中以箭头HPA表示的虚线包围的区域内施加有来自压缩机1的工作气体的压力和供给到缸体2内的工作气体的压力这双方（以下，称该区域为双方作用区域HPA）。另外，该双方作用区域HPA成为相对于旋转阀40的旋转中心轴X偏离（偏心）的位置。

此时，向转子阀42按压定子阀41的力处于旋转阀40的旋转中心轴X上，但通过工作气体的压力从滑动面45、50返推定子阀41的力处于从旋转阀40的旋转中心轴X偏离的位置。由此，双方作用区域HPA的气密性低于其他滑接部分，从而产生工作气体从该部位泄漏的危险。

因此，本实施方式所涉及的GM制冷机中，相对于旋转阀40的旋转中心轴X，使弹簧60按压定子阀41的按压力的中心轴（图中，以箭头X_P表示）偏离（图中以箭头ΔX表示偏离量）。

如上所述，在吸气结束时的圆弧状槽46与槽51已靠近时（形成有双方作用区域HPA时），欲使定子阀41微小地倾斜而使各滑动面45、50分离的力变得最大。

因此，本实施方式中，使由弹簧60产生的按压力的中心轴X_P向与圆弧状槽46连通的气体流路49侧偏离。

通过设为该结构，在滑动面45、50，弹簧60的按压力作用的位置成为气体流路49（开口48）侧的位置，由此能够设定于与双方作用区域HPA接近的位置。由此，本实施方式中，在欲使定子阀41微小地倾斜而使各滑动面45、50分离的力最大的双方作用区域HPA中，弹簧60利用偏荷载向转子阀42按压定子阀41，因此能够减少定子阀41的微小的倾斜量，该定子阀41的微小的倾斜量可能因从滑动面返推定子阀41的力的自中心轴的偏离成分引起，并能够通过工作气体的压力防止各滑动面45、50分离并发生泄漏。

并且，从中心轴X方向观察旋转阀40时，相对于滑动面45、50的径向的弹簧60的按压中心轴X_P的位置设定为比旋转阀40的半径的一半（图4中以箭头L表示）更靠内侧的位置（图中，以箭头L表示的范围）。通过设为该结构，也能够将弹簧60的按压中心轴X_P的位置设定于双方作用区域HPA的内部。

图5是用于说明本实施方式所涉及的GM制冷机的效果的图。图5中箭头A表示本实施方式所涉及的GM制冷机的特性，箭头B中表示用于参考的使以往的弹簧的按压中心轴与旋转阀的旋转轴对齐的以往的GM制冷机的特性。并且，图中横轴表示相对于定子阀41的旋转阀40的旋转角度（运行角度），纵轴表示通过工作气体及弹力施加到定子阀41的力自旋转阀40的旋转中心轴X的偏离量。

根据图5，可知箭头B表示的以往的GM制冷机中，在相当于吸气结束时的运行角度250deg附近，通过工作气体施加到定子阀41的力的位置上产生偏离（图中，以箭头P表示的位置）。

相对于此，以箭头A表示的本实施方式所涉及的GM制冷机中，虽然在成为问题的时刻以外，力的偏离量多少有所增加，但使在泄漏的可能性最高的时刻的力的偏离量减少，这是因为，随着转子阀42的旋转而成为高压的圆弧状槽46与槽51靠近，在双方作用区域HPA，即使欲使定子阀41微小地倾斜而使各滑动面45、50分离的力发挥作用，弹簧60也会在双方作用区域HPA内向转子阀42按压定子阀41。

由此，根据本实施方式所涉及的GM制冷机，即使在吸气结束时也能够在旋转阀40的各滑动面45、50的滑接位置上防止工作气体泄漏。

另外，本实施方式中，弹簧60的弹簧常数等弹簧特性与以往的弹簧相同，只是使弹簧60的施力的作用位置有所偏离。因此，向转子阀42按压定子阀41的按压力与以往相同，并无增加。

因此，根据本实施方式所涉及的GM制冷机，不使定子阀侧滑动面45与转子阀侧滑动面50之间的磨损增大，就能够防止在定子阀41与转子阀42之间发生工作气体的泄漏。

接着，对本发明的第2实施方式进行说明。

图6是放大表示第2实施方式的GM制冷机的定子阀41附近的图。另外，图6中，对于与图1至图4所示的结构对应的结构标注相同符号并省略其说明。

并且，本实施方式中，定子阀41的结构上具有不同特征，其他结构与第1实施方式所示的结构相同。因此，在第2实施方式的说明中，仅对定子阀41的附近进行图示并说明。

所述的第1实施方式所涉及的GM制冷机中，相对于旋转阀40的旋转中心轴X使弹簧60的按压力的中心轴X_P偏离，由此，在欲使定子阀41微小地倾斜而使各滑动面45、50分离的力成为最大的吸气结束时（形成双方作用区域HPA时），旋转阀40的密封性仍被维持。

相对于此，本实施方式的特征在于，通过利用施加到定子阀41的受压面41c的工作气体的压力，在吸气结束时，旋转阀40的密封性仍被维持。

如图6所示，设置于本实施方式所涉及的GM制冷机的定子阀41中，呈大径的阀主体41a与小于该阀主体41a的呈小径的受压部41b一体形成。

阀主体41a的与受压部41b的配设侧相反的一侧的面成为定子阀侧滑动面45。并且，受压部41b的与阀主体41a的配设侧相反的一侧的面成为受压面41c。在该受压面41c与壳体3之间形成有压力导入空间57。

高压工作气体经由工作气体吸气孔44从压缩机1导入到该压力导入空间57内。在受压部41b的外周面与壳体3之间配设有Ｏ型环56，压力导入空间57与各滑动面45、50之间被气密地划分。因此，导入到压力导入空间57的工作气体的压力施加到受压面41c。

阀主体41a及受压部41b的直径尺寸虽然不同，但均呈圆筒形状。另外，若将阀主体41a的中心轴设为定子中心轴X_S，受压部41b的中心轴设为按压中心轴X_P，则在本实施方式中，定子中心轴X_S与按压中心轴X_P偏离（图6中以箭头ΔX表示该偏离量）。并且，按压中心轴X_P相对于定子中心轴X_S向气体流路49的配设侧偏离。

另外，工作气体吸气孔44的中心轴形成为与定子中心轴X_S对齐。因此，工作气体吸气孔44的中心轴也从受压面41c的中心轴即按压中心轴X_P偏离（偏心）。

另外，设想相对于包含按压中心轴X_P的图6的纸面垂直的面（称为中心面），若将受压面41c的自该中心面至气体流路49的配设侧（图中左侧）的受压面积设为S1，自中心面至与该气体流路49的配设侧相反的一侧（图中右侧）的受压面积设为S2，则气体流路49的配设侧的受压面积S1大于另一侧的受压面积S2（S1＞S2）。

由此，工作气体被导入到压力导入空间57内时，若将受压面41c的自中心面至气体流路49的配设侧的工作气体按压受压面41c的力的总和设为P1，受压面41c的自中心面至与气体流路49的配设侧相反的一侧的工作气体按压受压面41c的力的总和设为P2，则P1＞P2。

由此，在本实施方式中，受压面41c的气体流路49侧的位置（即，双方作用区域HPA）与其他部位相比更强地被按压，由此，即使在吸气结束时，也能够通过工作气体的压力防止使定子阀41微小地倾斜而使各滑动面45、50分离从而发生泄漏。

接着，对本发明的第3实施方式进行说明。

图7是放大表示第3实施方式的GM制冷机的旋转阀70附近的图。另外，图7中，对于与图1至图6所示的结构对应的结构标注相同符号并省略其说明。

并且，本实施方式中，旋转阀70的结构上具有不同特征，其他结构与第1实施方式所示的结构相同。因此，在第3实施方式的说明中，仅对旋转阀70的附近进行图示并说明。

所述的第2实施方式所涉及的GM制冷机中，使从压缩机1供给的高压工作气体作用于定子阀41的受压面41c，由此，使各滑动面45、50紧靠而防止工作气体的泄漏。

相对于此，本实施方式所涉及的GM制冷机的特征在于，从压缩机1供给的高压工作气体对转子阀72的与转子阀侧滑动面50相反的一侧上形成的受压面74进行作用。以下，对具体结构进行说明。

定子阀71固定在安装于壳体3的凸缘状部件78上。并且，在定子阀71及凸缘状部件78上形成有贯穿它们的工作气体排气孔79。该工作气体排气孔79与压缩机1的低压侧1a连接。另外，在定子阀71的外周面与凸缘状部件78之间设置有Ｏ型环56，并使高压工作气体不会泄漏到工作气体排气孔79内。

转子阀72构成为能够在壳体3内旋转。该转子阀72由形成于内侧的内侧部72A和将该内侧部72A安装于内部的外侧部72B构成。

内侧部72A的与定子阀71相对置的面成为与定子阀71的定子阀侧滑动面45滑动接触的转子阀侧滑动面50。在该转子阀侧滑动面50上形成有与第1实施方式所涉及的GM制冷机的转子阀42相同的槽51。并且，在内侧部72A的与转子阀侧滑动面50的形成侧相反的一侧形成有受压面74。

外侧部72B安装成能够在壳体3内旋转且与曲柄部件33的曲柄销33b（参考图1）卡合。由此，若马达31被驱动而曲柄部件33旋转，则该旋转力经由曲柄销33b传递到转子阀72，由此转子阀72旋转。

并且，在壳体3与外侧部72B之间形成有工作气体填充空间80。在壳体3形成有与工作气体填充空间80连通的工作气体吸气孔84，该工作气体吸气孔84与压缩机1的高压侧1b连接。由此，高压工作气体从压缩机1供给到工作气体填充空间80。

另一方面，在构成转子阀72的内侧部72A与外侧部72B之间形成有压力导入空间77。该压力导入空间77形成于内侧部72A的受压面74与外侧部72B的内壁之间。

另外，在外侧部72B的与压力导入空间77相对置的位置上形成有压力导入孔75。由此，若由压缩机1生成的高压工作气体经由工作气体吸气孔84被导入到工作气体填充空间80内，则该工作气体经由压力导入孔75导入到压力导入空间77内而按压受压面74。另外，内侧部72A相对于外侧部72B能够沿图中箭头Y1、Y2方向移动规定量。

被该工作气体按压的受压面74呈圆形形状的面。并且，将该受压面74的中心轴称为按压中心轴X_P。并且，定子阀71具有圆筒形状，称其中心轴为定子中心轴X_S。

在此，关注受压面74的按压中心轴X_P与定子阀71的定子中心轴X_S，则本实施方式所涉及的GM制冷机中，受压面74的按压中心轴X_P相对于定子阀71的定子中心轴X_S偏离（图7中以箭头ΔX表示偏离量）。另外，该偏离方向为按压中心轴X_P相对于定子中心轴X_S向气体流路49侧偏离。

因此，如本实施方式，即使是通过高压工作气体向定子阀71按压转子阀72的GM制冷机，在滑动面45、50的气体流路49侧的位置（即，双方作用区域HPA）也能够用力向定子阀71按压转子阀72。由此，即使在吸气结束时的状态下，也能够防止使转子阀内侧部72A微小地倾斜而使各滑动面45、50分离从而发生泄漏。

以上，对本发明的优选实施方式进行了详述，但本发明并不限定于上述特定的实施方式，在技术方案的范围所记载的本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变形、变更。

例如，上述第1实施方式中，为了向转子阀42按压定子阀41而设置1个弹簧60，且该弹簧60的按压中心轴X_P相对于旋转阀40的旋转中心轴X向气体流路49侧偏离。

然而，也可以为如下结构，即作为向转子阀42按压定子阀41的施力机构，使用弹簧常数不同的多个弹簧，作为配设于与双方作用区域HPA对应的位置的弹簧，配置弹簧常数较大的弹簧，而在其他部位配置具有比它小的弹簧常数的弹簧。根据该结构，即使在吸气结束时的状态下，也能过通过多个弹簧的按压力防止使定子阀41微小地倾斜而使各滑动面45、50分离从而发生泄漏。

Claims (5)

1.一种超低温制冷机，其特征在于，具有：

压缩机，压缩工作气体；

膨胀空间，通过使被所述压缩机压缩后的所述工作气体发生膨胀而产生寒冷；

阀机构，具有定子阀和相对于该定子阀旋转的转子阀，且随着旋转而在所述压缩机与所述膨胀空间之间进行所述工作气体的流动切换；及

施力机构，施加按压力以将所述转子阀与所述定子阀中的一个向另一个按压，

所述施力机构配置成由该施力机构产生的按压力的中心轴相对于所述阀机构的中心轴偏离。

2.根据权利要求1所述的超低温制冷机，其特征在于，

在所述定子阀上形成与所述膨胀空间连通的气体流路，

并且将所述按压力的中心轴配置在比所述阀机构的中心轴更靠近所述气体流路的位置上。

3.根据权利要求1或2所述的超低温制冷机，其特征在于，

从中心轴方向观察所述阀机构时，所述按压力的中心轴位于比所述阀机构的半径的一半更靠内侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于，

将所述施力机构设为弹簧。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的超低温制冷机，其特征在于，

将从所述压缩机供给的工作气体用作所述施力机构。