JP2000220899A - Manufacture of cold head - Google Patents

Manufacture of cold head

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JP2000220899A
JP2000220899A JP11019301A JP1930199A JP2000220899A JP 2000220899 A JP2000220899 A JP 2000220899A JP 11019301 A JP11019301 A JP 11019301A JP 1930199 A JP1930199 A JP 1930199A JP 2000220899 A JP2000220899 A JP 2000220899A
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JP
Japan
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cold head
cylinder
honing
cylinder pipe
pipe
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Pending
Application number
JP11019301A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Ikuta
義貴 生田
Kenichi Kanao
憲一 金尾
Toshio Uchida
年雄 内田
Yoshito Taguchi
芳人 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a cold head with further improved characteristics by welding a cylinder pipe where a displacer including a heat exchanger is reciprocated inside to a cylinder holder that functions as a heat radiation part and performing the honing of the inner surface of the welded cylinder pipe and cylinder holder. SOLUTION: When a cold head 11 is to be manufactured, a cylinder pipe 21 is welded to a cylinder holder 23 before honing, thus eliminating a part or the like deviating from a round due to welding and at the same time setting the inner surface of the cylinder pipe 21 to a surface with a proper roughness. When honing is made so that the surface roughness becomes approximately 1.3-1.9 S by manufacturing the cold head 11 due to a procedure using the cylinder pipe 21 that is made of an SUS seamless pipe with a surface roughness of 3.2 S, the cold head 11 indicating improved characteristics can be obtained. On the other hand, when honing is made so that a surface roughness of approximately 1.6 S is obtained, the cold head 11 indicating especially improved characteristics can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、小型スターリング
冷凍機用のコールドヘッドの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a cold head for a small Stirling refrigerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、小型スターリング冷凍機
用のコールドヘッド(膨張部)は、蓄冷器として機能す
るディスプレーサと、そのディスプレーサが内部を往復
動する圧力容器とからなり、圧力容器は、ディスプレー
サがその内面を摺動するシリンダパイプ、放熱部として
機能するシリンダホルダ等を組み合わせて製造されてい
る。
2. Description of the Related Art As is well known, a cold head (expansion part) for a small Stirling refrigerator includes a displacer functioning as a regenerator and a pressure vessel in which the displacer reciprocates inside. A displacer is manufactured by combining a cylinder pipe that slides on its inner surface, a cylinder holder that functions as a heat radiator, and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】良好な特性を示すコー
ルドヘッドを得るためには、ディスプレーサとシリンダ
パイプ間の摩擦係数が小さく、かつ、リークが小さい
(ディスプレーサの全表面或いは一部(例えば2箇所)
に設けられているシール面のシリンダパイプに対するに
おけるシール効果が大きい)ことが要求される。摩擦係
数を小さくするためには、シリンダパイプの内面粗度を
適当な粗度とする必要があり、リークを小さくするため
にはシリンダパイプの断面の真円度を向上させる必要が
ある。
In order to obtain a cold head exhibiting good characteristics, the friction coefficient between the displacer and the cylinder pipe is small and the leak is small (whole surface or a part of the displacer (for example, at two places). )
The sealing effect of the sealing surface provided on the cylinder pipe is large. In order to reduce the friction coefficient, it is necessary to make the inner surface roughness of the cylinder pipe appropriate, and to reduce the leak, it is necessary to improve the roundness of the cross section of the cylinder pipe.

【0004】一方、コールドヘッド(圧力容器)の製造
時には、通常、ステンレス材からなるシリンダパイプ
を、通常、銅で形成されたシリンダホルダに溶接する作
業が行われている。このため、その作業手順(内容)に
応じた程度のばらつきはあるが、従来の製造方法では、
溶接部付近に、変形した部分や段付等を有する圧力容
器、すなわち、良好な特性を示さないコールドヘッドが
得られてしまう圧力容器、が製造されてしまっていた。
[0004] On the other hand, when a cold head (pressure vessel) is manufactured, a work of welding a cylinder pipe made of stainless steel to a cylinder holder usually made of copper is usually performed. For this reason, although there is a degree of variation depending on the operation procedure (contents), in the conventional manufacturing method,
A pressure vessel having a deformed portion, a step, or the like near a welded portion, that is, a pressure vessel that can provide a cold head that does not exhibit good characteristics has been manufactured.

【0005】そこで、本発明の課題は、より良好な特性
を示すコールドヘッドを得ることができるコールドヘッ
ドの製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a cold head which can obtain a cold head exhibiting better characteristics.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のコールドヘッドの製造方法では、熱交換器
を含むディスプレーサがその内部を往復動するシリンダ
パイプと、放熱部として機能するシリンダホルダとを溶
接する溶接工程と、この溶接工程によって溶接が行われ
たシリンダパイプ及びシリンダホルダの内面のホーニン
グを行うホーニング工程とを含む。
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a cold head, comprising: a displacer including a heat exchanger; a cylinder pipe reciprocating therein; and a cylinder functioning as a radiator. The method includes a welding process of welding the holder and a honing process of honing the inner surfaces of the cylinder pipe and the cylinder holder welded by the welding process.

【0007】すなわち、本発明の製造方法では、溶接工
程後にホーニング工程を行うことによって、溶接工程に
より劣化したシリンダパイプの真円度を向上させるとと
もに、その内面粗度を、小さな摩擦係数が得られる粗度
をする。この製造方法によれば、高い真円度と、適当な
内面粗度とを有する圧力容器が得られるので、従来より
も、ディスプレーサとシリンダパイプ間の摩擦係数が小
さく、かつ、リークが少ないコールドヘッド、すなわ
ち、従来よりも良好な特性を示すコールドヘッドを製造
することができる。
That is, in the manufacturing method of the present invention, by performing the honing process after the welding process, the roundness of the cylinder pipe deteriorated by the welding process is improved, and the inner surface roughness is reduced to a small friction coefficient. Make the roughness. According to this manufacturing method, a pressure vessel having a high roundness and an appropriate inner surface roughness can be obtained, so that a cold head having a smaller coefficient of friction between a displacer and a cylinder pipe and a smaller leak than before can be obtained. That is, it is possible to manufacture a cold head exhibiting better characteristics than before.

【0008】なお、本発明の製造方法を実行する際、ホ
ーニング工程としては、溶接工程後のシリンダパイプ等
の内面の粗度を、1.3S〜1.9Sとする工程を用い
ることが好ましく、また、当該内面の粗度を約1.6S
とする工程を用いることが望ましい。
When the manufacturing method of the present invention is carried out, it is preferable to use, as the honing step, a step in which the inner surface of a cylinder pipe or the like after the welding step has a roughness of 1.3S to 1.9S. The inner surface has a roughness of about 1.6S.
It is desirable to use the step of

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0010】図1に、本発明の製造方法によって製造さ
れるコールドヘッドの構成を示す。図から明らかなよう
に、本製造方法によって製造されるコールドヘッド11
は、スプリット式スターリング冷凍機で用いられるもの
であり、熱交換のための蓄冷材(金網など)を収納した
円柱状のディスプレーサ20、ディスプレーサ20がそ
の内部を往復動するシリンダパイプ21を備える。ま
た、コールドヘッド11は、コールドチップ22とシリ
ンダホルダ23とホルダキャップ24とコイルバネ25
とを備える。コールドチップ22は、シリンダパイプ2
1の一端を塞ぐことができる形状を有する部材であり、
銀ろう付け等によりシリンダパイプ21に固定される。
なお、このコールドチップ22に被冷却物が取り付けら
れる。
FIG. 1 shows the configuration of a cold head manufactured by the manufacturing method of the present invention. As is apparent from the figure, the cold head 11 manufactured by this manufacturing method is used.
Is used in a split-type Stirling refrigerator, and includes a cylindrical displacer 20 containing a cold storage material (such as a wire mesh) for heat exchange, and a cylinder pipe 21 in which the displacer 20 reciprocates. The cold head 11 includes a cold tip 22, a cylinder holder 23, a holder cap 24, and a coil spring 25.
And The cold tip 22 is a cylinder pipe 2
1 is a member having a shape capable of closing one end of
It is fixed to the cylinder pipe 21 by silver brazing or the like.
An object to be cooled is attached to the cold chip 22.

【0011】シリンダホルダ23は、シリンダパイプ2
1が銀ろう付け等により固定される柱状空洞60と、当
該柱状空洞60をキャピラリチューブ12を介して圧縮
機に連絡するための空洞61とを有する。ホルダキャッ
プ24は、シール部材27を挟んだ形でシリンダホルダ
23にボルト28によって固定されることにより、コー
ルドヘッド11内に、キャピラリチューブ12を介して
のみ外界(図示していない圧縮機)と連絡される閉空間
を形成する。また、ホルダキャップ24は、ディスプレ
ーサ20を中立点に保つためのコイルバネ25のバネ座
として機能する形状を有している。
The cylinder holder 23 holds the cylinder pipe 2
1 has a columnar cavity 60 fixed by silver brazing or the like, and a cavity 61 for connecting the columnar cavity 60 to the compressor via the capillary tube 12. The holder cap 24 is fixed to the cylinder holder 23 by bolts 28 with the seal member 27 interposed therebetween, so that the holder cap 24 communicates with the outside world (a compressor not shown) only through the capillary tube 12 in the cold head 11. To form a closed space. The holder cap 24 has a shape that functions as a spring seat for a coil spring 25 for keeping the displacer 20 at a neutral point.

【0012】本発明に係る製造方法では、このコールド
ヘッド11を製造するに際して、シリンダホルダ23
に、シリンダパイプ21を溶接した後、ホーニングを施
すことによって、溶接によって真円からずれた部分等を
なくすとともに、シリンダパイプ21の内面を適当な粗
度を有する面とする。
In the manufacturing method according to the present invention, when manufacturing the cold head 11, the cylinder holder 23
Then, after the cylinder pipe 21 is welded, honing is performed to eliminate a portion deviated from a perfect circle due to welding, and to make the inner surface of the cylinder pipe 21 a surface having an appropriate roughness.

【0013】なお、面粗度3.2SのSUSシームレス
パイプからなるシリンダパイプ21を用いた上記手順に
よるコールドヘッド11の製造により、面粗度が1.3
〜1.9S程度となるようにホーニングを行うと、良好
な特性を示すコールドヘッド11が得られ、1.6S程
度となるようにホーニングを行うと、特に良好な特性を
示すコールドヘッド11が得られることを確認してい
る。
The production of the cold head 11 according to the above-described procedure using a cylinder pipe 21 made of a SUS seamless pipe having a surface roughness of 3.2S has a surface roughness of 1.3.
When the honing is performed to about 1.9S, a cold head 11 showing good characteristics is obtained. When the honing is performed to about 1.6S, the cold head 11 showing particularly good characteristics is obtained. Make sure you can.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、高い真円度
と、適当な内面粗度とを有する圧力容器が得られるの
で、従来よりも、ディスプレーサとシリンダパイプ間の
摩擦係数が小さく、かつ、リークが少ないコールドヘッ
ド、すなわち、従来よりも良好な特性を示すコールドヘ
ッドを製造することができる。
According to the manufacturing method of the present invention, a pressure vessel having a high roundness and an appropriate inner surface roughness can be obtained, so that the friction coefficient between the displacer and the cylinder pipe is smaller than in the prior art, In addition, it is possible to manufacture a cold head having less leakage, that is, a cold head exhibiting better characteristics than the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の製造方法によって製造されるコールド
ヘッドの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a cold head manufactured by a manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 コールドヘッド 12 キャピラリチューブ 20 ディスプレーサ 21 シリンダパイプ 22 コールドチップ 23 シリンダホルダ 24 ホルダキャップ 25 コイルバネ 27 シール部材 28 ボルト DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Cold head 12 Capillary tube 20 Displacer 21 Cylinder pipe 22 Cold tip 23 Cylinder holder 24 Holder cap 25 Coil spring 27 Seal member 28 Bolt

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 年雄 東京都田無市谷戸町2丁目1番1号 住友 重機械工業株式会社田無製造所内 (72)発明者 田口 芳人 東京都田無市谷戸町2丁目1番1号 住友 重機械工業株式会社田無製造所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Uchida 2-1-1 Tanidocho, Tanashi-shi, Tokyo Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Tanashi Works (72) Inventor Yoshito Taguchi 2-chome, Tanatocho, Tanashi-shi, Tokyo No. 1-1 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Tanashi Factory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 小型スターリング冷凍機用のコールドヘ
ッドの製造方法であって、 ディスプレーサがその内部を往復動するシリンダパイプ
と、放熱部として機能するシリンダホルダとを溶接する
溶接工程と、 この溶接工程によって溶接が行われたシリンダパイプ及
びシリンダホルダの内面のホーニングを行うホーニング
工程とを含むコールドヘッドの製造方法。
1. A method of manufacturing a cold head for a small Stirling refrigerator, comprising: a welding step of welding a cylinder pipe in which a displacer reciprocates inside and a cylinder holder functioning as a heat radiating part; A honing step of honing an inner surface of a cylinder pipe and a cylinder holder welded by the above method.
【請求項2】 前記ホーニング工程が、前記内面の粗度
を、1.3S〜1.9Sとする工程であることを特徴と
する請求項1記載のコールドヘッドの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the honing step is a step of setting the roughness of the inner surface to 1.3S to 1.9S.
【請求項3】 前記ホーニング工程が、前記内面の粗度
を約1.6Sとする工程であることを特徴とする請求項
1記載のコールドヘッドの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the honing step is a step of reducing the roughness of the inner surface to about 1.6S.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002081980A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Stirling refrigerator
CN108469129A (en) * 2018-03-19 2018-08-31 中国电子科技集团公司第十六研究所 A kind of sterlin refrigerator cold finger cold plate structure

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WO2002081980A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Stirling refrigerator
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