JP2000161802A - マルチ型パルス管冷凍機 - Google Patents

マルチ型パルス管冷凍機

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JP2000161802A
JP2000161802A JP10340529A JP34052998A JP2000161802A JP 2000161802 A JP2000161802 A JP 2000161802A JP 10340529 A JP10340529 A JP 10340529A JP 34052998 A JP34052998 A JP 34052998A JP 2000161802 A JP2000161802 A JP 2000161802A
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pulse tube
pressure
switching valve
compressor
regenerator
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Tatsuo Inoue
龍夫 井上
Masabumi Nogawa
正文 野川
Arata Kono
新 河野
Kimio Aoyama
君夫 青山
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Aisin Seiki Co Ltd
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    • F25B2309/1425—Pulse tubes with basic schematic including several pulse tubes

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数箇所を冷却する必要があり、かつ、冷却
箇所での振動を嫌う装置に適用可能なマルチ型極低温冷
凍機をコンパクト化して提供すること。 【解決手段】 圧縮機１と、圧縮機１の吐出口１ａ及び
吸入口１ｂに接続された圧力切替バルブユニット２４
と、少なくともパルス管を有し圧力切替バルブユニット
２４に並列に接続された複数の冷凍部３１０、４１０、
５１０とを具備するマルチ型パルス管冷凍機とする。コ
ールドヘッドの近辺に可動部を持たないパルス管を用い
た冷凍部を採用することで、振動の発生は抑制され、冷
却箇所での振動の発生を嫌う装置に適用可能なマルチ型
極低温冷凍機を提供することができる。圧力切替バルブ
ユニット２４は各冷凍機で共通化されているので、マル
チ型極低温冷凍機のコンパクト化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチ型パルス管
冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、特開平５−４５０１４号公報
に記載されたマルチ型極低温冷凍機が知られている。こ
れは、図１５に示すように、圧縮機ユニット６０１から
延びる高圧ガス管６０２と低圧ガス管６０３との間に、
各分岐管６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６
０９を介して複数の極低温膨張機６１１、６２１、６３
１を並列に接続したもので、各極低温膨張機５１１、５
１２、５１３は、圧力切替バルブユニット６１２、６２
２、６３２と冷凍部６１３、６２３、６３３とを備えて
構成されている。
【０００３】図１６に示すように、圧力切替バルブユニ
ット６１２、６２２、６３２は、高圧ガス管６０２が連
通される高圧入力ポート７０１と、低圧ガス管６０３が
連通される低圧入力ポート７０２と、冷凍部６１３、６
２３、６３３にガスを供給するための出力ポート７０３
とを備えた切替弁装置７０４と、切替弁装置７０４を作
動させる駆動モータ７０５とを備えて構成され、駆動モ
ータ７０５が駆動することにより切替弁装置７０４が作
動して出力ポート７０３から冷凍部に高圧ガスと低圧ガ
スとを所定間隔で交互に供給するものである。
【０００４】冷凍部６１３、６２３、６３３は、コール
ドヘッド７０５をもつシリンダ７０６と、シリンダ７０
６内に往復動可能に配設された蓄冷器内蔵型ディスプレ
ーサ７０７とを備える。ディスプレーサ７０７の往復動
作は、切替弁装置の作動によって供給される作動ガスの
圧力変化と所定の位相差をもって同期させることが、効
率の良い冷凍発生の条件となることから、このディスプ
レーサ７０７の往復動は、通常切替弁装置を作動させる
駆動モータ７０５にて切替弁装置と所定の位相差で同期
駆動される。
【０００５】上記構成のマルチ型極低温冷凍機におい
て、駆動モータ７０５が駆動すると、切替弁装置が作動
して冷凍部に高圧と低圧が交互に供給されるとともに、
この圧力変化と所定の位相差をもってディスプレーサ７
０７がシリンダ７０６内を往復動する。これにより寒冷
を発生し、コールドヘッド７０５にて被冷却体を冷却す
るものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記に示した冷凍機は
ＧＭ（ギフォード・マクマホン）冷凍機と呼ばれるもの
で、コールドヘッドの近辺に可動部（上記の例ではディ
スプレーサ）が存在する。ディスプレーサを用いずに膨
張ピストンを用いる場合もあるが、いずれにしてもコー
ルドヘッドの近辺に可動部が存在する。このため、複数
箇所を冷却する必要があり、かつ、冷却箇所での振動を
嫌う装置、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析装置のシ
ンチレータを冷却する場合には、上記のマルチ型極低温
冷凍機は可動部による振動発生のためその適用が困難で
ある。そこで、本発明は、複数箇所を冷却する必要があ
り、かつ、冷却箇所での振動を嫌う装置に適用可能なマ
ルチ型極低温冷凍機を提供することを第１の技術課題と
する。
【０００７】また、この種のマルチ型極低温冷凍機は、
複数の冷凍部を備えるので、全体的に大型化する傾向に
ある。従って、切替弁装置を共通化させるなどのコンパ
クト化の手段が考えられるが、上述したように、ＧＭ冷
凍機は、ディスプレーサや膨張ピストン（可動部）を駆
動させるための駆動機構として、切替弁装置を作動させ
るための駆動モータを共用するのが通例であり、切替弁
装置を共通化させるとなると、その切替弁装置を駆動さ
せるための駆動機構は、複数の冷凍部の圧力を制御する
切替弁装置を駆動させるのみならず、複数の可動部を駆
動させる必要があり、その構造が非常に複雑になるにと
どまらず、各冷凍部と駆動モータを連結する配管構成も
複雑となり、結局大型化を免れないことになる。そこ
で、本発明は、マルチ型極低温冷凍機において、コンパ
クト化を図ることを第２の技術課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記第１の技術課題を解
決するためになされた請求項１の発明は、圧縮機と、該
圧縮機の吐出口及び吸入口に並列に接続された複数の圧
力切替バルブユニットと、少なくともパルス管を有し各
々の前記圧力切替バルブユニットに接続された複数の冷
凍部とを具備するマルチ型パルス管冷凍機としたことで
ある。
【０００９】上記発明によれば、マルチ型極低温冷凍機
を、圧縮機と、該圧縮機の吐出口及び吸入口に並列に接
続された複数の圧力切替バルブユニットと、少なくとも
パルス管を有し各々の前記圧力切替バルブユニットに接
続された複数の冷凍部とを具備するマルチ型パルス管冷
凍機にした。このように、被冷却体の近辺に可動部をも
たないパルス管を用いた冷凍部を採用することで、振動
の発生は抑制され、冷却箇所での振動を嫌う装置に適用
可能なマルチ型極低温冷凍機を提供することができるも
のである。
【００１０】また、上記第１及び第２の技術課題を解決
するためになされた請求項２の発明は、圧縮機と、該圧
縮機の吐出口及び吸入口に接続された圧力切替バルブユ
ニットと、少なくともパルス管を有し前記圧力切替バル
ブユニットに並列に接続された複数の冷凍部とを具備す
るマルチ型パルス管冷凍機とすることである。
【００１１】上記発明によれば、マルチ型極低温冷凍機
を、圧縮機と、該圧縮機の吐出口及び吸入口に接続され
た圧力切替バルブユニットと、少なくともパルス管を有
し前記圧力切替バルブユニットに並列に接続された複数
の冷凍部とを具備するマルチ型パルス管冷凍機とした。
このように、コールドヘッドの近辺に可動部を持たない
パルス管を用いた冷凍部を採用することで、振動の発生
は抑制され、冷却箇所での振動の発生を嫌う装置に適用
可能なマルチ型極低温冷凍機を提供することができる。
【００１２】また、パルス管を有する冷凍部を使用すれ
ば、ディスプレーサや膨張ピストンが必要ないので、こ
れらを駆動させる必要もない。従って、上記請求項２の
発明のように、１つの圧力切替バルブユニットに、少な
くともパルス管を有した冷凍部を並列に接続することも
できる。従って、冷凍部が複数あっても圧力切替バルブ
ユニットは１つでよく、マルチ型極低温冷凍機のコンパ
クト化を図ることができる。この場合、圧力切替バルブ
ユニットは１つなので、駆動モータも当然１つでよく、
さらに冷凍機のコンパクト化を図ることができる。
【００１３】また、請求項３の発明のように、圧縮機
と、該圧縮機の吐出口及び吸入口に接続された圧力切替
バルブユニットと、該圧力切替バルブユニットに接続さ
れた出力導管と、少なくともパルス管を有し前記出力導
管に並列に接続された複数の冷凍部とを具備するマルチ
型パルス管冷凍機とすることもできる。
【００１４】上記発明によれば、マルチ型極低温冷凍機
を、圧縮機と、該圧縮機の吐出口及び吸入口に接続され
た圧力切替バルブユニットと、該圧力切替バルブユニッ
トに接続された出力導管と、少なくともパルス管を有し
前記出力導管並列に接続された複数の冷凍部とを具備す
るマルチ型パルス管冷凍機とした。このように、コール
ドヘッドの近辺に可動部を持たないパルス管を用いた冷
凍部を採用することで、振動の発生は抑制され、冷却箇
所での振動の発生を嫌う装置に適用可能なマルチ型極低
温冷凍機を提供することができる。
【００１５】また、パルス管を有する冷凍部を使用すれ
ば、ディスプレーサや膨張ピストンが必要ないので、こ
れらを駆動させる必要もない。従って、上記請求項３の
発明のように、１つの圧力切替バルブユニットに接続さ
れた出力導管に、少なくともパルス管を有した冷凍部を
並列に接続することもできる。従って、冷凍部が複数あ
っても圧力切替バルブユニットは１つでよく、マルチ型
極低温冷凍機のコンパクト化を図ることができる。この
場合、圧力切替バルブユニットは１つなので、駆動モー
タも当然１つでよく、さらに冷凍機のコンパクト化を図
ることができる。
【００１６】また、好ましくは、請求項４の発明のよう
に、前記圧縮機と前記複数の冷凍部とを連通する導管の
途中に開閉弁を介装することである。
【００１７】上記発明によれば、圧縮機と複数の冷凍部
とを連通する導管の途中に開閉弁を介装してあるので、
使用する必要のない冷凍部と圧縮機とを連通する導管の
途中に介装された開閉弁を閉状態とすることにより、圧
縮機から使用する必要のある冷凍部に効率良く作動ガス
を供給することができるとともに、冷凍機の運転中に使
用する必要のない冷凍部の昇温、被冷却体の交換等の操
作を行うことができる。
【００１８】また、請求項１〜４の発明において、好ま
しくは請求項５の発明のように、前記複数の冷凍部を、
蓄冷器と、コールドヘッドと、前記パルス管と、オリフ
ィスと、バッファタンクとを直列に接続して構成するこ
とである。このように各冷凍部をオリフィス型パルス管
冷凍機で構成することで、コールドヘッドの近辺に可動
部を持たず、かつコンパクト化されたマルチ型パルス管
冷凍機を実現することができる。
【００１９】また、請求項６の発明のように、前記複数
の冷凍部を、蓄冷器と、コールドヘッドと、前記パルス
管とを直列に接続して構成され、かつ、前記蓄冷器及び
前記パルス管は前記圧力切替バルブユニットに接続され
てなるものとすることもできる。このように各冷凍部を
４バルブ型パルス管冷凍機で構成することで、コールド
ヘッドの近辺に可動部を持たず、かつコンパクト化され
たマルチ型パルス管冷凍機を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【００２１】（第１実施形態例）図１は、本発明の第１
実施形態例であるマルチ型パルス管冷凍機を示す。図に
おいて、マルチ型パルス管冷凍機１０１は、圧縮機１
と、圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１ｂに並列に接続
された３台の圧力切替バルブユニット（第１圧力切替バ
ルブユニット２１、第２圧力切替バルブユニット２２、
第３圧力切替バルブユニット２３）と、各々の圧力切替
バルブユニット２１、２２、２３に接続された３つの冷
凍部（第１冷凍部３１０、第２冷凍部４１０、第３冷凍
部５１０）とを備えて構成されている。
【００２２】圧縮機１の吐出口１ａには、高圧通路６が
接続されている。この高圧通路６は途中で第１高圧通路
６１、第２高圧通路６２、第３高圧通路６３に分岐して
いる。そして、第１高圧通路６１は第１圧力切替バルブ
ユニット２１の高圧入力ポート２１ａに、第２高圧通路
６２は第２圧力切替バルブユニット２２の高圧入力ポー
ト２２ａに、第３高圧通路６３は第３圧力切替バルブユ
ニット２３の高圧入力ポート２３ａに連通している。同
様に、圧縮機１の吸入口１ｂには、低圧通路７が接続さ
れている。この低圧通路７は途中で第１低圧通路７１、
第２低圧通路７２、第３低圧通路７３に分岐している。
そして、第１低圧通路７１は第１圧力切替バルブユニッ
ト２１の低圧入力ポート２１ｂに、第２低圧通路７２は
第２圧力切替バルブユニット２２の低圧入力ポート２２
ｂに、第３低圧通路７３は第３圧力切替バルブユニット
２３の低圧入力ポート２３ｂに連通している。このよう
にして、３台の圧力切替バルブユニット２１、２２、２
３は、高圧通路６、６１、６２、６３及び低圧通路７、
７１、７２、７３を介して圧縮機１の吐出口１ａ及び吸
入口１ｂに並列に接続されている。また、各圧力切替バ
ルブユニット２１、２２、２３には、それぞれ出力ポー
ト２１ｃ、２２ｃ、２３ｃが形成されており、バルブユ
ニット内に内蔵された図示せぬ駆動モータが駆動するこ
とにより、高圧入力ポートと出力ポートとの連通と、低
圧入力ポートと出力ポートとの連通を交互に切替る切替
弁操作がなされる。
【００２３】第１圧力切替バルブユニット２１には第１
冷凍部３１０が接続されている。第１冷凍部３１０は、
蓄冷器３１１、図示せぬ被冷却体に熱接触して被冷却体
を冷却するコールドヘッド３１２、パルス管３１３、オ
リフィス３１４、バッファタンク３１５を直列接続して
構成されており、蓄冷器３１１の一端３１１ａと第１圧
力切替バルブユニット２１の出力ポート２１ｃとが第１
導管８１で連通されて、第１圧力切替バルブユニット２
１と第１冷凍部３１０とが接続される。
【００２４】第２圧力切替バルブユニット２２には第２
冷凍部４１０が接続されている。第２冷凍部４１０は、
蓄冷器４１１、図示せぬ被冷却体に熱接触して被冷却体
を冷却するコールドヘッド４１２、パルス管４１３、オ
リフィス４１４、バッファタンク４１５を直列接続して
構成されており、蓄冷器４１１の一端４１１ａと第２圧
力切替バルブユニット２２の出力ポート２２ｃとが第２
導管８２で連通されて、第２圧力切替バルブユニット２
２と第２冷凍部４１０とが接続される。
【００２５】第３圧力切替バルブユニット２３には第３
冷凍部５１０が接続されている。第３冷凍部５１０は、
蓄冷器５１１、図示せぬ被冷却体に熱接触して被冷却体
を冷却するコールドヘッド５１２、パルス管５１３、オ
リフィス５１４、バッファタンク５１５を直列接続して
構成されており、蓄冷器５１１の一端５１１ａと第３圧
力切替バルブユニット２３の出力ポート２３ｃとが第３
導管８３で連通されて、第３圧力切替バルブユニット２
３と第３冷凍部５１０とが接続される。
【００２６】上記説明のように、各冷凍部は、蓄冷器
と、コールドヘッドと、パルス管と、オリフィスと、バ
ッファタンクとを直列に接続してなるオリフィス型パル
ス管冷凍機で構成される。
【００２７】上記構成のマルチ型パルス管冷凍機１０１
において、圧縮機１が駆動するとともに、各圧力切替バ
ルブユニット２１、２２、２３に内蔵された図示せぬ各
駆動モータが駆動すると、各冷凍部３１０、４１０、５
１０の作動空間（導管８１、８２、８３、蓄冷器３１
１、４１１、５１１、コールドヘッド３１２、４１２、
５１２、パルス管３１３、４１３、５１３及びこれらを
連通する配管内の空間）に高圧と低圧とが交互に供給さ
れる。この圧力変動と作動空間内の作動ガスの変位とを
各オリフィス３１４、４１４、５１４と各バッファタン
ク３１５、４１５、５１５とでうまく位相調節すること
により、コールドヘッド３１２、４１２、５１２の近辺
で寒冷を発生させ、各コールドヘッドに熱接触した図示
せぬ被冷却体を冷却するものである。
【００２８】本例によれば、各冷凍部３１０、４１０、
５１０は、パルス管を用いた冷凍方式であるので、コー
ルドヘッド３１２、４１２、５１２付近の低温部に可動
部を持たない。このため、コールドヘッド３１２、４１
２、５１２付近の振動が抑制され、振動を嫌う被冷却体
を有する装置への適用も可能となるものである。
【００２９】（第２実施形態例）図２は、本発明の第２
実施形態例であるマルチ型パルス管冷凍機を示す。本例
のマルチ型パルス管冷凍機は、基本的には上記第１実施
形態例で示したマルチ型パルス管冷凍機１０１と同一で
あり、異なるところは、圧縮機と複数の冷凍部とを連通
する導管の途中に開閉弁を介装してある部分である。従
って、本例において上記第１実施形態例と同一部分につ
いては同一符号で示し、以下、相違点を中心に説明す
る。
【００３０】図２に示すマルチ型パルス管冷凍機１０２
において、第１高圧通路６１、第２高圧通路６２、第３
高圧通路６３の途中には、それぞれ第１高圧通路開閉弁
６１ａ、第２高圧通路開閉弁６２ａ、第３高圧通路開閉
弁６３ａが、第１低圧通路７１、第２低圧通路７２、第
３低圧通路７３の途中には、それぞれ第１低圧通路開閉
弁７１ａ、第２低圧通路開閉弁７２ａ、第３低圧通路開
閉弁７３ａが介装されている。これらの開閉弁は、通常
の運転中は開いている。その他の構成は、上記第１実施
形態例と同一であるので、同一部分について上記第１実
施形態例と同一符号で示し、その具体的説明は省略す
る。
【００３１】上記構成のマルチ型パルス管冷凍機１０２
において、圧縮機１が駆動するとともに、各圧力切替バ
ルブユニット２１、２２、２３に内蔵された図示せぬ各
駆動モータが駆動すると、各冷凍部３１０、４１０、５
１０の作動空間に高圧と低圧とが交互に供給される。こ
の圧力変動と作動ガスの変位とを各オリフィス３１４、
４１４、５１４と各バッファタンク３１５、４１５、５
１５とでうまく位相調節することにより、コールドヘッ
ド３１２、４１２、５１２の近辺で寒冷を発生させ、各
コールドヘッドに熱接触した図示せぬ被冷却体を冷却す
るものである。
【００３２】本例に示すマルチ型パルス管冷凍機１０２
の運転に際し、例えば第１冷凍部３１０が不必要である
ときは、第１高圧通路開閉弁６１ａ及び第１低圧通路開
閉弁７１ａを閉状態として、これらの通路での作動流体
の往来を遮断する。これにより圧縮機１と不使用状態で
ある第１冷凍部３１０との連通が遮断されるので、第１
冷凍部３１０は寒冷を発生しない。一方、使用状態であ
る第２冷凍部４１０及び第３冷凍部５１０は圧縮機１と
連通され、圧縮機１から効率良く作動ガスが供給され
る。また、不使用状態である第１冷凍部３１０は、マル
チ型パルス管冷凍機１０２の運転中（第２冷凍部４１０
及び第３冷凍部５１０で寒冷発生中）にコールドヘッド
３１２の昇温や被冷却体の交換等の操作を行うことがで
きる。
【００３３】このように、本例によれば、使用する必要
のない冷凍部と圧縮機とを連通する導管の途中に介装さ
れた開閉弁を閉状態とすることにより、圧縮機から使用
する必要のある冷凍部のみに効率良く作動ガスを供給す
ることができるとともに、冷凍機の運転中に使用する必
要のない冷凍部の昇温、被冷却体の交換等の操作を行う
ことができる。尚、その他の作用効果は上記第１実施形
態例と同一である。
【００３４】（第３実施形態例）図３は、本発明の第３
実施形態例であるマルチ型パルス管冷凍機を示す。本例
のマルチ型パルス管冷凍機は、上記第２実施形態例と同
様、基本的には上記第１実施形態例で示したマルチ型パ
ルス管冷凍機１０１と同一であり、異なるところは、圧
縮機と複数の冷凍部とを連通する導管の途中に開閉弁を
介装してある部分である。従って、本例において上記第
１実施形態例と同一部分については同一符号で示し、以
下、相違点を中心に説明する。
【００３５】図３に示すマルチ型パルス管冷凍機１０３
において、第１導管８１、第２導管８２、第３導管８３
の途中には、それぞれ第１導管開閉弁８１ａ、第２導管
開閉弁８２ａ、第３導管開閉弁８３ａが介装されてい
る。これらの開閉弁は、通常の運転中は開いている。そ
の他の構成は、上記第１実施形態例と同一であるので、
同一部分について上記第１実施形態例と同一符号で示
し、その具体的説明は省略する。
【００３６】上記構成のマルチ型パルス管冷凍機１０３
において、圧縮機１が駆動するとともに、各圧力切替バ
ルブユニット２１、２２、２３に内蔵された図示せぬ各
駆動モータが駆動すると、各冷凍部３１０、４１０、５
１０の作動空間に高圧と低圧とが交互に供給される。こ
の圧力変動と作動ガスの変位とを各オリフィス３１４、
４１４、５１４と各バッファタンク３１５、４１５、５
１５とでうまく位相調節することにより、コールドヘッ
ド３１２、４１２、５１２の近辺で寒冷を発生させ、各
コールドヘッドに熱接触した図示せぬ被冷却体を冷却す
るものである。
【００３７】本例に示すマルチ型パルス管冷凍機１０３
の運転に際し、例えば第２冷凍部４１０が不必要である
ときは、第２導管開閉弁８２ａを閉状態として、第２導
管８２での作動流体の往来を遮断する。これにより圧縮
機１と不使用状態である第２冷凍部４１０との連通が遮
断されるので、第２冷凍部４１０は寒冷を発生しない。
一方、使用状態である第１冷凍部３１０及び第３冷凍部
５１０は圧縮機１と連通され、圧縮機１から効率良く作
動ガスが供給される。また、不使用状態である第２冷凍
部４１０は、マルチ型パルス管冷凍機１０３の運転中
（第１冷凍部３１０及び第３冷凍部５１０で寒冷発生
中）にコールドヘッド４１２の昇温や被冷却体の交換等
の操作を行うことができる。
【００３８】このように、本例によれば、使用する必要
のない冷凍部と圧縮機とを連通する導管の途中に介装さ
れた開閉弁を閉状態とすることにより、圧縮機から使用
する必要のある冷凍部のみに効率良く作動ガスを供給す
ることができるとともに、冷凍機の運転中に使用する必
要のない冷凍部の昇温、被冷却体の交換等の操作を行う
ことができる。尚、その他の作用効果は上記第１実施形
態例と同一である。
【００３９】（第４実施形態例）図４は、本発明の第４
実施形態例であるマルチ型パルス管冷凍機を示すが、本
例において上記第１実施形態例と同一部分については同
一符号で示す。
【００４０】図において、マルチ型パルス管冷凍機１０
４は、圧縮機１と、圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１
ｂに接続された圧力切替バルブユニット２４と、少なく
ともパルス管を有し圧力切替バルブユニット２４に並列
に接続された３つの冷凍部（第１冷凍部３１０、第２冷
凍部４１０、第３冷凍部５１０）とを備えて構成されて
いる。
【００４１】圧縮機１の吐出口１ａには、高圧通路６が
接続されている。この高圧通路６は圧力切替バルブユニ
ット２４の高圧入力ポート２４ａに連通している。同様
に、圧縮機１の吸入口１ｂには、低圧通路７が接続され
ている。この低圧通路７は圧力切替バルブユニット２４
の低圧入力ポート２４ｂに連通している。このようにし
て、圧力切替バルブユニット２４は、高圧通路６及び低
圧通路７を介して圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１ｂ
に接続されている。
【００４２】圧力切替バルブユニット２４には３つの冷
凍部（第１冷凍部３１０、第２冷凍部４１０、第３冷凍
部５１０）が接続されている。第１冷凍部３１０は圧力
切替バルブユニット２４に形成された第１出力ポート２
４ｃに、第２冷凍部４１０は第２出力ポート２４ｄに、
第３冷凍部５１０は第３出力ポート２４ｅにそれぞれ接
続されている。
【００４３】第１冷凍部３１０は、蓄冷器３１１、コー
ルドヘッド３１２、パルス管３１３、オリフィス３１
４、バッファタンク３１５を直列接続して構成されてお
り、蓄冷器３１１の一端３１１ａと圧力切替バルブユニ
ット２４の第１出力ポート２４ｃとが第１導管８１で連
通されて、圧力切替バルブユニット２４と第１冷凍部３
１０とが接続される。
【００４４】第２冷凍部４１０は、蓄冷器４１１、コー
ルドヘッド４１２、パルス管４１３、オリフィス４１
４、バッファタンク４１５を直列接続して構成されてお
り、蓄冷器４１１の一端４１１ａと圧力切替バルブユニ
ット２４の第２出力ポート２４ｄとが第２導管８２で連
通されて、圧力切替バルブユニット２４と第２冷凍部４
１０とが接続される。
【００４５】第３冷凍部５１０は、蓄冷器５１１、コー
ルドヘッド５１２、パルス管５１３、オリフィス５１
４、バッファタンク５１５を直列接続して構成されてお
り、蓄冷器５１１の一端５１１ａと圧力切替バルブユニ
ット２４の第３出力ポート２４ｅとが第３導管８３で連
通されて、圧力切替バルブユニット２４と第３冷凍部５
１０とが接続される。
【００４６】上記説明からわかるように、本例における
各冷凍部も、上記第1実施形態例と同様に、オリフィス
型パルス管冷凍機で構成される。
【００４７】図５は、圧力切替バルブユニット２４の断
面概略図である。図において、圧力切替バルブユニット
２４は、ハウジング２４１と、ハウジング２４１の内空
間２４１ｆに収納された弁座２４２、ロータ２４３、駆
動モータ２４４、シャフト２４５とを主な構成とする。
【００４８】ハウジング２４１は外形が円筒状に形成さ
れており、その内部には内空間２４１ｆが形成されてい
る。また、ハウジング２４１の側面には、高圧入力ポー
ト２４ａ、低圧入力ポート２４ｂ、第1出力ポート２４
ｃ、第２出力ポート２４ｄ、第３出力ポート２４ｅが形
成されている（各出力ポートは図面上同一部分で示して
ある。）。高圧入力ポート２４ａは高圧入力通路２４１
ａで、低圧入力ポート２４ｂは低圧入力通路２４１ｂ
で、各出力ポート２４ｃ、２４ｄ、２４ｅはそれぞれ第
１出力通路２４１ｃ、第２出力通路２４１ｄ、第３出力
通路２４１ｅ（各出力通路は図面上同一部分で示してあ
る。）で、ハウジング２４１の内空間２４１ｆに連通し
ている。
【００４９】また、図よりわかるように、ハウジング２
４１の内空間２４１ｆは、弁座２４２によって２つの室
に気密的に画成され、図示上部室が高圧室２４１ｇ、図
示下部室が低圧室２４１ｈとなっている。
【００５０】図６は、弁座２４２の概略的な斜視図であ
る。図において、弁座２４２は円盤状に形成されてお
り、その一端面２４２ａ側から側面にかけて、第１連通
路２４２ｂ、第２連通路２４２ｃ、第３連通路２４２ｄ
が形成されている。また、中央にはシャフト通し孔２４
２ｅが一端面２４２ａから他端面２４２ｆにかけて貫通
形成されている。
【００５１】図７は、ロータ２４３の概略的な斜視図で
ある。図に示すようにこのロータ２４３は円盤状に形成
されている。また、ロータ２４３には高圧スリット２４
３ａと低圧スリット２４３ｂとが形成されている。高圧
スリット２４３ａは、ロータ２４３の両端面を貫通して
形成されている。低圧スリット２４３ｂは、図５に示す
ように弁座２４２との当接面側に形成され、他端面には
貫通していない。また、ロータ２４３の中心部分にはシ
ャフト固定孔２４３ｃが形成されている。図よりわかる
ようにこのシャフト固定孔２４３ｃと低圧スリット２４
３ｂは連通している。
【００５２】また、図５よりわかるように、駆動モータ
２４４は、ハウジング２４１の低圧室２４１ｈ側に配設
されている。また、ロータ２４３は高圧室２４１ｇ側に
配設されており、その一端面２４３ｄ（図７参照）が弁
座２４２の一端面２４２ａ（図６参照）と同軸的に対面
して当接している。このような配置状態のため、ロータ
２４３の高圧スリット２４３ａは常時高圧室２４１ｇと
連通することとなり、高圧スリット２４３ａ内は常時高
圧状態とされる。一方、ロータ２４３の低圧スリット２
４３ｂは、弁座２４３に形成されたシャフト通し孔２４
３ｅを介して常時低圧室２４１ｈと連通することとな
り、低圧スリット２４３ｂ内は常時低圧状態とされる。
【００５３】弁座２４２に形成された各通路（第１連通
路２４２ｂ、第２連通路２４２ｃ、第３連通路２４２
ｄ）は、それぞれハウジング２４１の側面に形成された
各出力通路（第１出力通路２４１ｃ、第２出力通路２４
１ｄ、第３出力通路２４１ｅ）と連通するように、その
配置状態が決定されている。
【００５４】駆動モータ２４４の図示せぬ出力軸にはシ
ャフト２４５が出力軸と同軸回転可能に連結されてい
る。シャフト２４５は、弁座２４２のシャフト通し孔２
４２ｅを経てロータ２４３のシャフト２４３ｃ固定孔に
挿入され、この部分で固定されている。
【００５５】上記構成のマルチ型パルス管冷凍機１０４
において、圧縮機１が駆動するとともに、圧力切替バル
ブユニット２４内の駆動モータ２４４が駆動すると、弁
座２４２に形成された各出力通路２４２ｂ、２４２ｃ、
２４２ｄとロータ２４３に形成された高圧スリット２４
３ａ、低圧スリット２４３ｂの連通状態が所定タイミン
グで切り換わる。これにより、各冷凍部３１０、４１
０、５１０の作動空間に高圧と低圧とが交互に供給され
る。この圧力変動と作動ガスの変位とを各オリフィス３
１４、４１４、５１５と各バッファタンク３１５、４１
５、５１５とでうまく位相調節することにより、それぞ
れの冷凍部のコールドヘッド３１２、４１２、５１２の
近辺で寒冷を発生させ、被冷却体を冷却するものであ
る。尚、図８は、本例におけるマルチ型パルス管冷凍機
を運転する際の、圧力切替バルブユニット２４から第１
導管８１、第２導管８２、第３導管８３に出力される作
動ガス圧力の高低圧の切替状態を示すグラフである。こ
のグラフよりわかるように、各導管における高低圧の切
替状態は、約６０°の位相ずれでバランス良く切替がな
されている。
【００５６】本例によれば、各冷凍部３１０、４１０、
５１０は、パルス管を用いた冷凍方式であるので、コー
ルドヘッド付近の低温部に可動部を持たない。このた
め、コールドヘッド付近の振動が抑制され、振動を嫌う
被冷却体を有する装置への適用も可能となるものであ
る。
【００５７】さらに、本例では、マルチ型の極低温冷凍
機であるにもかかわらず、圧力切替バルブユニットと駆
動モータとをそれぞれ１つのみで構成できる。従って、
マルチ型極低温冷凍機のコンパクト化を図ることができ
る。
【００５８】（第５実施形態例）図９は、本発明の第５
実施形態例であるマルチ型パルス管冷凍機を示す。本例
におけるマルチ型パルス管冷凍機１０５は、基本的には
上記第４実施形態例で示したマルチ型パルス管冷凍機１
０４と同一であり、異なるところは、上記第４時実施形
態例では各冷凍部はパルス管の端部にオリフィス及びバ
ッファタンクを接続したものであるのに対し、本例では
これらを備えず、パルス管の端部を圧力切替バルブユニ
ットに接続している点である。従って、上記第４実施形
態例と同一部分には同一符号で示し、以下、相違点を中
心に説明する。
【００５９】図において、マルチ型パルス管冷凍機１０
５は、圧縮機１と、圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１
ｂに接続された圧力切替バルブユニット２５と、少なく
ともパルス管を有し圧力切替バルブユニット２５に並列
に接続された３つの冷凍部（第１冷凍部３２０、第２冷
凍部４２０、第３冷凍部５２０）とを備えて構成されて
いる。
【００６０】圧縮機１の吐出口１ａには、高圧通路６が
接続されている。この高圧通路６は圧力切替バルブユニ
ット２５の高圧入力ポート２５ａに連通している。同様
に、圧縮機１の吸入口１ｂには、低圧通路７が接続され
ている。この低圧通路７は圧力切替バルブユニット２５
の低圧入力ポート２５ｂに連通している。このようにし
て、圧力切替バルブユニット２５は、高圧通路６及び低
圧通路７を介して圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１ｂ
に接続されている。
【００６１】圧力切替バルブユニット２５には３つの冷
凍部（第１冷凍部３２０、第２冷凍部４２０、第３冷凍
部５２０）が接続されている。第１冷凍部３２０は圧力
切替バルブユニット２５に形成された第１高圧出力ポー
ト２５ｃ及び第１低圧出力ポート２５ｆに、第２冷凍部
４２０は第２高圧出力ポート２５ｄ及び第２低圧出力ポ
ート２５ｇに、第３冷凍部５２０は第３高圧出力ポート
２５ｅ及び第３低圧出力ポート２５ｈにそれぞれ接続さ
れている。
【００６２】第１冷凍部３２０は、蓄冷器３２１、コー
ルドヘッド３２２、パルス管３２３を直列接続して構成
されており、蓄冷器３２１の一端３２１ａと圧力切替バ
ルブユニット２５の第１高圧出力ポート２５ａとが第１
蓄冷器側導管８４ａで、パルス管３２３の一端３２３ａ
と圧力切替バルブユニット２５の第１低圧出力ポート２
５ｆとが第１パルス管側導管８４ｂでそれぞれ連通され
て、圧力切替バルブユニット２５と第１冷凍部３２０と
が接続される。
【００６３】第２冷凍部４２０は、蓄冷器４２１、コー
ルドヘッド４２２、パルス管４２３を直列接続して構成
されており、蓄冷器４２１の一端４２１ａと圧力切替バ
ルブユニット２５の第２高圧出力ポート２５ｄとが第２
蓄冷器側導管８５ａで、パルス管４２３の一端４２３ａ
と圧力切替バルブユニット２５の第２低圧出力ポート２
５ｇとが第２パルス管側導管８５ｂでそれぞれ連通され
て、圧力切替バルブユニット２５と第２冷凍部４２０と
が接続される。
【００６４】第３冷凍部５２０は、蓄冷器５２１、コー
ルドヘッド５２２、パルス管５２３を直列接続して構成
されており、蓄冷器５２１の一端５２１ａと圧力切替バ
ルブユニット２５の第３高圧出力ポート２５ｅとが第３
蓄冷器側導管８６ａで、パルス管５２３の一端５２３ａ
と圧力切替バルブユニット２５の第３低圧出力ポート２
５ｈとが第３パルス管側導管８６ｂでそれぞれ連通され
て、圧力切替バルブユニット２５と第３冷凍部５２０と
が接続される。
【００６５】このように、本例における各冷凍部は、蓄
冷器と、コールドヘッドと、前記パルス管とを直列に接
続して構成され、かつ、蓄冷器及びパルス管は圧力切替
バルブユニットに接続されてなるものである。即ち、各
冷凍部は４バルブ型パルス管冷凍機で構成される。
【００６６】図１０は、圧力切替バルブユニット２５の
断面概略図である。図において、圧力切替バルブユニッ
ト２５は、ハウジング２５１と、ハウジング２５１の内
空間２５１ｆに収納された弁座２５２、蓄冷器側ロータ
２５３、パルス管側ロータ２５４、ロータ連結部材２５
５、駆動モータ２５６、シャフト２５７、通路ブロック
２５８とを主な構成とする。
【００６７】ハウジング２５１は外形が円筒状に形成さ
れており、その内部には内空間２５１ｆが形成されてい
る。また、ハウジング２５１の側面には、高圧入力ポー
ト２５ａ、低圧入力ポート２５ｂ、第1蓄冷器側出力ポ
ート２５ｃ、第２蓄冷器側出力ポート２５ｄ、第３蓄冷
器側出力ポート２５ｅ、第１パルス管側出力ポート２５
ｆ、第２パルス管側出力ポート２５ｇ、第３パルス管側
出力ポート２５ｈが形成されている（各蓄冷器側出力ポ
ート及び各パルス管側出力ポートは図面上同一部分で示
してある。）。高圧入力ポート２５ａは高圧入力通路２
５１ａで、低圧入力ポート２５ｂは低圧入力通路２５１
ｂで、各蓄冷器側出力ポート２５ｃ、２５ｄ、２５ｅは
各蓄冷器側出力通路２５１ｃ、２５１ｄ、２５１ｅ（各
蓄冷器側出力通路は図面上同一部分で示してある。）
で、各パルス管側出力ポート２５ｆ、２５ｇ、２５ｈは
各パルス管側出力通路２５１ｆ、２５１ｇ、２５１ｈ
（各パルス管側出力通路は図面上同一部分で示してあ
る。）で、それぞれハウジング２５１の内空間２５１ｆ
に連通している。
【００６８】また、図よりわかるように、ハウジング２
５１の内空間２５１ｆは、弁座２５２によって２つの室
に気密的に画成され、図示上部室が高圧室２５１ｉ、図
示下部室が低圧室２５１ｊとなっている。
【００６９】弁座２５２及び蓄冷器側ロータ２５３の詳
細構成は、上記第４実施形態例で説明した図６及び図７
に示す弁座及びロータと同一構成である。また、パルス
管側ロータ２５４は、ハウジング２５１内での配設状態
において蓄冷器側ロータ２５３と反対向きになっている
のみで、その基本的な構成自体は蓄冷器側ロータ２５３
と同一構成である。従って、その詳細説明を省略する。
【００７０】駆動モータ２５６は、ハウジング２５１の
低圧室２５１ｊ側に配設されている。また、蓄冷器側ロ
ータ２５３、パルス管側ロータ２５４、両ロータ２５
３、２５４を同軸的に連結するロータ連結部材２５５、
通路ブロック２５８は高圧室２５１ｉ側に配設されてい
る。
【００７１】弁座２５２の一端面と蓄冷器側ロータ２５
３の一端面とは対面して同軸的に当接しており、蓄冷器
側ロータ２５３が回転することにより、蓄冷器側ロータ
２５３に形成された高圧スリット（図示せず）及び低圧
スリット（図示せず）と、弁座２５２に形成された各通
路（図示せず）との連通が切り換えられるようになって
いる。また、弁座２５２に形成された前記各通路は、そ
れぞれハウジング２５１の側面に形成された各出力通路
（第１出力通路２５１ｃ、第２出力通路２５１ｄ、第３
出力通路２５１ｅ）と連通するように、その配置状態が
決定されている。
【００７２】通路ブロック２５８の一端面とパルス管側
ロータ２５４の一端面とは対面して同軸的に当接してお
り、パルス管側ロータ２５４が回転することにより、パ
ルス管側ロータ２５４に形成された高圧スリット及び低
圧スリット（図示せず）と、通路ブロック２５８に形成
された各通路（第１通路２５８ａ、第２通路２５８ｂ、
第３通路２５８ｃ）との連通が切り換えられるようにな
っている。また、これらの各通路（第１通路２５８ａ、
第２通路２５８ｂ、第３通路２５８ｃ）は、それぞれハ
ウジング２５１の側面に形成された各出力通路（第１パ
ルス管側出力通路２５１ｆ、第２パルス管側出力通路２
５１ｇ、第３パルス管側出力通路２５１ｈ）と連通する
ように、その配置状態が決定されている。
【００７３】駆動モータ２５６の図示せぬ出力軸にはシ
ャフト２５７が出力軸と同軸回転可能に連結されてい
る。シャフト２５７は、弁座２５２のシャフト通し孔２
５２ｅを経て蓄冷器側ロータ２５３のシャフト固定孔２
５３ｃに挿入され、この部分で固定されている。
【００７４】上記構成のマルチ型パルス管冷凍機１０５
において、圧縮機１が駆動するとともに、圧力切替バル
ブユニット２５内の駆動モータ２５６が駆動すると、該
圧力切替バルブユニット２５内の弁座２５２の各連通路
と蓄冷器側ロータ２５３の高圧スリット、低圧スリット
の連通状態、及び、通路ブロック２５８の各通路とパル
ス管側ロータ２５４の高圧スリット、低圧スリットの連
通状態が所定タイミングで切り換わる。これにより、各
蓄冷器側導管８４ａ、８５ａ、８６ａから各冷凍部３２
０、４２０、５２０の作動空間に高圧ガスと低圧ガスと
が交互に供給されるとともに、パルス管側導管８４ｂ、
８５ｂ、８６ｂからも各冷凍部３２０、４２０、５２０
内に作動ガスが導入・排出される。このように本例では
各冷凍部の両側から作動ガスが供給されるが、これらの
作動ガスの供給タイミングをうまく制御することによ
り、作動空間内の作動ガスの圧力変動と変位とに所定の
位相差をつけ、この位相差を最適にすることによりコー
ルドヘッド近辺で寒冷を発生させ、被冷却体を冷却する
ものである。
【００７５】本例によれば、各冷凍部３２０、４２０、
５２０は、パルス管を用いた冷凍方式であるので、コー
ルドヘッド付近の低温部に可動部を持たない。このた
め、コールドヘッド付近の振動が抑制され、振動を嫌う
被冷却体を有する装置への適用も可能となるものであ
る。
【００７６】さらに、本例では、マルチ型の極低温冷凍
機であるにもかかわらず、圧力切替バルブユニットと駆
動モータとをそれぞれ１つのみで構成できる。従って、
マルチ型極低温冷凍機のコンパクト化を図ることができ
る。
【００７７】（第６実施形態例）図１１は、本発明の第
６実施形態例であるマルチ型パルス管冷凍機を示す。本
例のマルチ型パルス管冷凍機は、基本的には上記第５実
施形態例で示したマルチ型パルス管冷凍機１０５と同一
であり、異なるところは、圧縮機と複数の冷凍部とを連
通する導管の途中に開閉弁を介装してある部分である。
従って、本例において上記第５実施形態例と同一部分に
ついては同一符号で示し、以下、相違点を中心に説明す
る。
【００７８】図１１に示すマルチ型パルス管冷凍機１０
６において、第１蓄冷器側出力導管８４ａ、第２蓄冷器
側出力導管８５ａ、第３蓄冷器側出力導管８６ａの途中
には、それぞれ第１蓄冷器側出力導管開閉弁８４１ａ、
第２蓄冷器側出力導管開閉弁８５１ａ、第３蓄冷器側出
力導管開閉弁８６１ａが介装されている。また、第１パ
ルス管側出力導管８４ｂ、第２パルス管側出力導管８５
ｂ、第３パルス管側出力導管８６ｂの途中には、それぞ
れ第１パルス管側出力導管開閉弁８４１ｂ、第２パルス
管側出力導管開閉弁８５１ｂ、第３パルス管側出力導管
開閉弁８６１ｂが介装されている。その他の構成は、上
記第５実施形態例と同一であるので、同一部分について
上記第５実施形態例と同一符号で示し、その具体的説明
は省略する。
【００７９】上記構成のマルチ型パルス管冷凍機１０６
において、圧縮機１が駆動するとともに、圧力切替バル
ブユニット２５内の駆動モータ２５６が駆動すると、該
圧力切替バルブユニット２５内の弁座２５２の各連通路
と蓄冷器側ロータ２５３の高圧スリット、低圧スリット
の連通状態、及び、通路ブロック２５８の各通路とパル
ス管側ロータ２５４の高圧スリット、低圧スリットの連
通状態が所定タイミングで切り換わる。これにより、各
蓄冷器側導管８４ａ、８５ａ、８６ａから各冷凍部３２
０、４２０、５２０の作動空間に高圧ガスと低圧ガスと
が交互に供給されるとともに、パルス管側導管８４ｂ、
８５ｂ、８６ｂからも各冷凍部３２０、４２０、５２０
内に作動ガスが導入・排出される。このように本例では
各冷凍部の両側から作動ガスが供給されるが、これらの
作動ガスの供給タイミングをうまく制御することによ
り、作動空間内の作動ガスの圧力変動と変位とに所定の
位相差をつけ、この位相差を最適にすることによりコー
ルドヘッド近辺で寒冷を発生させ、被冷却体を冷却する
ものである。
【００８０】本例に示すマルチ型パルス管冷凍機１０６
の運転に際し、例えば第３冷凍部５２０が不必要である
ときは、第３蓄冷器側出力導管開閉弁８６１ａ及び第３
パルス管側出力導管８６１ｂを閉状態として、第３蓄冷
器側出力導管８６ａ及び第３パルス管側出力導管８６ｂ
での作動流体の往来を遮断する。これにより圧縮機１と
不使用状態である第３冷凍部５２０との連通が遮断され
るので、第３冷凍部５１０は寒冷を発生しない。一方、
使用状態である第１冷凍部３２０及び第２冷凍部４２０
は圧縮機１と連通され、圧縮機１から効率良く作動ガス
が供給される。また、不使用状態である第３冷凍部５２
０は、マルチ型パルス管冷凍機１０６の運転中（第１冷
凍部３２０及び第２冷凍部４２０で寒冷発生中）にコー
ルドヘッド５２２の昇温や被冷却体の交換等の操作を行
うことができる。
【００８１】このように、本例によれば、使用する必要
のない冷凍部と圧縮機とを連通する導管の途中に介装さ
れた開閉弁を閉状態とすることにより、圧縮機から使用
する必要のある冷凍部に効率良く作動ガスを供給するこ
とができるとともに、冷凍機の運転中に使用する必要の
ない冷凍部の昇温、被冷却体の交換等の操作を行うこと
ができる。尚、その他の作用効果は上記第５実施形態例
と同一である。
【００８２】（第７実施形態例）図１２は、本発明の第
７実施形態例であるマルチ型パルス管冷凍機を示す。
尚、本例において上記第４実施形態例と同一部分につい
ては同一符号で示す。
【００８３】図において、マルチ型パルス管冷凍機１０
７は、圧縮機１と、圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１
ｂに接続された圧力切替バルブユニット２６と、圧力切
替バルブユニット２６に接続された出力導管８７と、少
なくともパルス管を有し出力導管８７に並列に接続され
た複数の冷凍部（第１冷凍部３１０、第２冷凍部４１
０、第３冷凍部５１０）とを備えて構成されている。
【００８４】圧縮機１の吐出口１ａには、高圧通路６が
接続されている。この高圧通路６は圧力切替バルブユニ
ット２６の高圧入力ポート２６ａに連通している。同様
に、圧縮機１の吸入口１ｂには、低圧通路７が接続され
ている。この低圧通路７は圧力切替バルブユニット２４
の低圧入力ポート２６ｂに連通している。このようにし
て、圧力切替バルブユニット２６は、高圧通路６及び低
圧通路７を介して圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１ｂ
に接続されている。
【００８５】圧力切替バルブユニット２６には出力ポー
ト２６ｃが形成されている。この出力ポート２６ｃには
出力導管８７が接続されている。そして、この出力導管
８７には３つの冷凍部（第１冷凍部３１０、第２冷凍部
４１０、第３冷凍部５１０）が並列に接続されている。
【００８６】第１冷凍部３１０は、蓄冷器３１１、コー
ルドヘッド３１２、パルス管３１３、オリフィス３１
４、バッファタンク３１５を直列接続して構成されてお
り、蓄冷器３１１の一端３１１ａと出力導管８７とが分
岐管３６で連通されて、出力導管８７と第１冷凍部３１
０とが接続される。
【００８７】第２冷凍部４１０は、蓄冷器４１１、コー
ルドヘッド４１２、パルス管４１３、オリフィス４１
４、バッファタンク４１５を直列接続して構成されてお
り、蓄冷器４１１の一端４１１ａと出力導管８７とが分
岐管４６で連通されて、出力導管８７と第２冷凍部４１
０とが接続される。
【００８８】第３冷凍部５１０は、蓄冷器５１１、コー
ルドヘッド５１２、パルス管５１３、オリフィス５１
４、バッファタンク５１５を直列接続して構成されてお
り、蓄冷器５１１の一端５１１ａと出力導管８７の端部
とが連通されて、出力導管８７と第３冷凍部５１０とが
接続される。
【００８９】上記説明からわかるように、本例における
各冷凍部は、上記第1及び第4実施形態例と同様に、オリ
フィス型パルス管冷凍機で構成される。
【００９０】尚、本例において用いる圧力切り換えバル
ブユニット２６は、基本的には図５に示すものと同一で
あり、異なるところは、弁座を図１３に示すもの（内部
に連通路２６２ａが１つだけ形成されているもの）に置
き換えたこと、及び、図１３に示す弁座２６２に形成さ
れた連通路２６２に対応する通路がハウジングに１つだ
け形成されていることのみである。その他の構成は、図
５に示すものと同一であるので、その詳細説明を省略す
る。
【００９１】上記構成のマルチ型パルス管冷凍機１０７
において、圧縮機１が駆動するとともに、圧力切替バル
ブユニット２６に内蔵された図示せぬ各駆動モータが駆
動すると、各冷凍部３１０、４１０、５１０の作動空間
に高圧と低圧とが交互に供給される。この圧力変動と作
動ガスの変位とを各オリフィス３１４、４１４、５１４
と各バッファタンク３１５、４１５、５１５とでうまく
位相調節することにより、コールドヘッド３１２、４１
２、５１２の近辺で寒冷を発生させ、各コールドヘッド
に熱接触した図示せぬ被冷却体を冷却するものである。
尚、本例におけるマルチ型パルス管冷凍機を運転する際
の、圧力切替バルブユニット２６から分岐管３６、４
６、５６に出力される作動ガス圧力の高低圧の切り換え
状態は、各分岐管で同一に進行する。
【００９２】本例によれば、各冷凍部３１０、４１０、
５１０は、パルス管を用いた冷凍方式であるので、コー
ルドヘッド３１２、４１２、５１２付近の低温部に可動
部を持たない。このため、コールドヘッド３１２、４１
２、５１２付近の振動が抑制され、振動を嫌う被冷却体
を有する装置への適用も可能となるものである。
【００９３】さらに、本例では、マルチ型の極低温冷凍
機であるにもかかわらず、圧力切替バルブユニットと駆
動モータとをそれぞれ１つのみで構成できる。従って、
マルチ型極低温冷凍機のコンパクト化を図ることができ
る。
【００９４】（第８実施形態例）図１４は、本発明の第
８実施形態例であるマルチ型パルス管冷凍機を示すが、
本例において上記第５実施形態例と同一部分については
同一符号で示す。
【００９５】図において、マルチ型パルス管冷凍機１０
８は、圧縮機１と、圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１
ｂに接続された圧力切替バルブユニット２７と、圧力切
替バルブユニット２７に接続された蓄冷器側出力導管８
８及びパルス管側出力導管８９と、少なくともパルス管
を有し蓄冷器側出力導管８８及びパルス管側出力導管８
９に並列に接続された複数の冷凍部（第１冷凍部３２
０、第２冷凍部４２０、第３冷凍部５２０）とを備えて
構成されている。
【００９６】圧縮機１の吐出口１ａには、高圧通路６が
接続されている。この高圧通路６は圧力切替バルブユニ
ット２７の高圧入力ポート２７ａに連通している。同様
に、圧縮機１の吸入口１ｂには、低圧通路７が接続され
ている。この低圧通路７は圧力切替バルブユニット２７
の低圧入力ポート２７ｂに連通している。このようにし
て、圧力切替バルブユニット２７は、高圧通路６及び低
圧通路７を介して圧縮機１の吐出口１ａ及び吸入口１ｂ
に接続されている。
【００９７】圧力切替バルブユニット２７には蓄冷器側
出力ポート２７ｄ及びパルス管側出力ポート２７ｅが形
成されている。蓄冷器側出力ポート２７ｄには蓄冷器側
出力導管８８が接続されている。また、パルス管側出力
ポート２７ｅにはパルス管側出力導管８９が接続されて
いる。そして、これらの出力導管８８、８９には３つの
冷凍部（第１冷凍部３２０、第２冷凍部４２０、第３冷
凍部５２０）が並列に接続されている。
【００９８】第１冷凍部３２０は、蓄冷器３２１、コー
ルドヘッド３２２、パルス管３２３を直列接続して構成
されており、蓄冷器３２１の一端３２１ａと蓄冷器側出
力導管８８とが分岐管３７で、パルス管３２３の一端３
２３ａとパルス管側出力導管８９とが分岐管３８でそれ
ぞれ連通されて、蓄冷器側出力導管８８及びパルス管側
出力導管８９と第１冷凍部３２０とが接続される。
【００９９】第２冷凍部４２０は、蓄冷器４２１、コー
ルドヘッド４２２、パルス管４２３を直列接続して構成
されており、蓄冷器４２１の一端４２１ａと蓄冷器側出
力導管８８とが分岐管４７で、パルス管４２３の一端４
２３ａとパルス管側出力導管８９とが分岐管４８でそれ
ぞれ連通されて、蓄冷器側出力導管８８及びパルス管側
出力導管８９と第２冷凍部４２０とが接続される。
【０１００】第３冷凍部５２０は、蓄冷器５２１、コー
ルドヘッド５２２、パルス管５２３を直列接続して構成
されており、蓄冷器５２１の一端５２１ａと蓄冷器側出
力導管８８とが分岐管５７で、パルス管５２３の一端５
２３ａとパルス管側出力導管８９とが分岐管５８でそれ
ぞれ連通されて、蓄冷器側出力導管８８及びパルス管側
出力導管８９と第３冷凍部５２０とが接続される。
【０１０１】上記説明からわかるように、本例における
各冷凍部は、上記第５実施形態例と同様、４バルブ型パ
ルス管冷凍機で構成される。
【０１０２】尚、本例において用いる圧力切り換えバル
ブユニット２７は、基本的には図１０に示すものと同一
であり、異なるところは、弁座を図１３に示すもの（内
部に連通路が１つだけ形成されているもの）に置き換え
たこと、通路ブロックを内部に通路が１つだけ形成され
ているものに置き換えたこと、及び、図１３に示す弁座
に形成された通路に対応する通路及び上記置き換えた通
路ブロックに形成された通路に対応する通路がハウジン
グにそれぞれ１つだけ形成されていることのみである。
その他の構成は、図６に示すものと同一であるので、そ
の詳細説明を省略する。
【０１０３】上記構成のマルチ型パルス管冷凍機１０８
において、圧縮機１が駆動するとともに、圧力切替バル
ブユニット２７に内蔵された図示せぬ各駆動モータが駆
動すると、蓄冷器側出力導管８８から各分岐管（分岐管
３７、４７、５７）を経て各冷凍部３２０、４２０、５
２０の作動空間に高圧ガスと低圧ガスとが交互に供給さ
れる。これとともに、パルス管側出力導管８９からも各
分岐管（分岐管３８、４８、５８）を経て各冷凍部３２
０、４２０、５２０内に作動ガスが導入・排出される。
このように本例では各冷凍部の両側から作動ガスが供給
されるが、これらの作動ガスの供給タイミングをうまく
制御することにより、作動空間内の作動ガスの圧力変動
と変位とに所定の位相差をつけ、この位相差を最適にす
ることによりコールドヘッド近辺で寒冷を発生させ、被
冷却体を冷却するものである。
【０１０４】本例によれば、各冷凍部３２０、４２０、
５２０は、パルス管を用いた冷凍方式であるので、コー
ルドヘッド３２２、４２２、５２２付近の低温部に可動
部を持たない。このため、コールドヘッド３２２、４２
２、５２２付近の振動が抑制され、振動を嫌う被冷却体
を有する装置への適用も可能となるものである。
【０１０５】さらに、本例では、マルチ型の極低温冷凍
機であるにもかかわらず、圧力切替バルブユニットと駆
動モータとをそれぞれ１つのみで構成できる。従って、
マルチ型極低温冷凍機のコンパクト化を図ることができ
る。
【０１０６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の冷凍部にパルス管を使用する冷凍機を用いたの
で、複数箇所を冷却する必要があり、かつ、冷却箇所で
の振動を嫌う装置に適用可能なマルチ型極低温冷凍機を
提供することができる。
【０１０７】また、本発明によれば、複数の冷凍部にパ
ルス管を使用する冷凍機を用い、かつ圧力切替バルブユ
ニットを共通化することができるようにしたので、マル
チ型極低温冷凍機において、コンパクト化を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例におけるマルチ型パル
ス管冷凍機の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態例におけるマルチ型パル
ス管冷凍機の概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態例におけるマルチ型パル
ス管冷凍機の概略構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態例におけるマルチ型パル
ス管冷凍機の概略構成図である。
【図５】本発明の第４実施形態例におけるマルチ型パル
ス管冷凍機に適用する圧力切替バルブユニットの断面概
略図である。
【図６】本発明の第４実施形態例における圧力切替弁に
適用する弁座の概略斜視図である。
【図７】本発明の第４実施形態例における圧力切替弁に
適用するロータの概略斜視図である。
【図８】本発明の第４実施形態例におけるマルチ型パル
ス管冷凍機を運転する際の、圧力切替バルブユニットか
ら第１導管、第２導管、第３導管に出力される作動ガス
圧力の高低圧の切替状態を示すグラフである。
【図９】本発明の第５実施形態例におけるマルチ型パル
ス管冷凍機の概略構成図である。
【図１０】本発明の第５、第６実施形態例におけるマル
チ型パルス管冷凍機に適用する圧力切替バルブユニット
の概略断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態例におけるマルチ型パ
ルス管冷凍機の概略構成図である。
【図１２】本発明の第７実施形態例におけるマルチ型パ
ルス管冷凍機の概略構成図である。
【図１３】本発明の第７、第８実施形態例における圧力
切替バルブユニットに適用する弁座の概略斜視図であ
る。
【図１４】本発明の第８実施形態例におけるマルチ型パ
ルス管冷凍機の概略構成図である。
【図１５】従来技術におけるマルチ型極低温冷凍機の概
略断面図である。
【図１６】従来技術におけるマルチ型極低温冷凍機に適
用する冷凍部及び切替弁装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・圧縮機、 １ａ・・・吐出口、 １ｂ・・・吸
入口 ６・・・高圧通路（導管） ７・・・低圧通路（導管） ２１・・・第１圧力切替バルブユニット ２２・・・第２圧力切替バルブユニット ２３・・・第３圧力切替バルブユニット ２４、２５、２６、２７・・・圧力切替バルブユニット ６１ａ・・・第１高圧通路開閉弁 ６２ａ・・・第２高圧通路開閉弁 ６３ａ・・・第３高圧通路開閉弁 ７１ａ・・・第１低圧通路開閉弁 ７２ａ・・・第２低圧通路開閉弁 ７３ａ・・・第３低圧通路開閉弁 ８１・・・第１導管、 ８１ａ・・・第１導管開閉弁 ８２・・・第２導管、 ８２ａ・・・第２導管開閉弁 ８３・・・第２導管、 ８３ａ・・・第３導管開閉弁 ８４ａ・・・第１蓄冷器側出力導管、 ８４ｂ・・・第
１パルス管側出力導管 ８５ａ・・・第２蓄冷器側出力導管、 ８５ｂ・・・第
２パルス管側出力導管 ８６ａ・・・第３蓄冷器側出力導管、 ８６ｂ・・・第
３パルス管側出力導管 ８７・・・出力導管 ８８・・・蓄冷器側出力導管 ８９・・・パルス管側出力導管 ３１０、３２０・・・第１冷凍部 ４１０、４２０・・・第２冷凍部 ５１０、５２０・・・第３冷凍部 ３１１、４１１、５１１、３２１、４２１、５２１・・
・蓄冷器 ３１２、４１２、５１２、３２２、４２２、５２２・・
・コールドヘッド ３１３、４１３、５１３、３２３、４２３、５２３・・
・パルス管 ３１４、４１４、５１４、３２４、４２４、５２４・・
・オリフィス ３１５、４１５、５１５、３２５、４２５、５２５・・
・バッファタンク ８４１ａ・・・第１蓄冷器側出力導管開閉弁 ８４１ｂ・・・第１パルス管側出力導管開閉弁 ８５１ａ・・・第２蓄冷器側出力導管開閉弁 ８５１ｂ・・・第２パルス管側出力導管開閉弁 ８６１ａ・・・第３蓄冷器側出力導管開閉弁 ８６１ｂ・・・第３パルス管側出力導管開閉弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 君夫 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機と、該圧縮機の吐出口及び吸入口
    に並列に接続された複数の圧力切替バルブユニットと、
    少なくともパルス管を有し各々の前記圧力切替バルブユ
    ニットに接続された複数の冷凍部とを具備するマルチ型
    パルス管冷凍機。
  2. 【請求項２】 圧縮機と、該圧縮機の吐出口及び吸入口
    に接続された圧力切替バルブユニットと、少なくともパ
    ルス管を有し前記圧力切替バルブユニットに並列に接続
    された複数の冷凍部とを具備するマルチ型パルス管冷凍
    機。
  3. 【請求項３】 圧縮機と、該圧縮機の吐出口及び吸入口
    に接続された圧力切替バルブユニットと、該圧力切替バ
    ルブユニットに接続された出力導管と、少なくともパル
    ス管を有し前記出力導管に並列に接続された複数の冷凍
    部とを具備するマルチ型パルス管冷凍機。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において、 前記圧縮機と前記複数の冷凍部とを連通する導管の途中
    に開閉弁を介装したことを特徴とするマルチ型パルス管
    冷凍機。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において、 前記複数の冷凍部は、蓄冷器と、コールドヘッドと、前
    記パルス管と、オリフィスと、バッファタンクとを直列
    に接続して構成されることを特徴とするマルチ型パルス
    管冷凍機。
  6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項において、 前記複数の冷凍部は、蓄冷器と、コールドヘッドと、前
    記パルス管とを直列に接続して構成され、かつ、前記蓄
    冷器及び前記パルス管は前記圧力切替バルブユニットに
    接続されてなることを特徴とするマルチ型パルス管冷凍
    機。
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