JP2001251835A - Linear vibration actuator - Google Patents

Linear vibration actuator

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JP2001251835A
JP2001251835A JP2000063362A JP2000063362A JP2001251835A JP 2001251835 A JP2001251835 A JP 2001251835A JP 2000063362 A JP2000063362 A JP 2000063362A JP 2000063362 A JP2000063362 A JP 2000063362A JP 2001251835 A JP2001251835 A JP 2001251835A
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JP
Japan
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magnetic field
mover
generating means
vibration actuator
linear vibration
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Application number
JP2000063362A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yatsuka
真一 八束
Yasumasa Hagiwara
康正 萩原
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Cryodevice Inc
Original Assignee
Cryodevice Inc
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Publication date
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F25B9/145Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1407Pulse-tube cycles with pulse tube having in-line geometrical arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1424Pulse tubes with basic schematic including an orifice and a reservoir
    • F25B2309/14241Pulse tubes with basic schematic including an orifice reservoir multiple inlet pulse tube

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid decline in the efficiency of a linear vibration actuator. SOLUTION: Rolled surfaces of electromagnetic steel plates, of which a yoke 124 of a mover 120 and a yoke 133 (particularly main poles 133b) of an electromagnet (stator) 130 are composed, are arranged approximately in parallel with the moving direction of the mover 120, and bobbins 131b and 132b are made of aluminum and have slits formed in their axial directions. With this constitution, a magnetic reluctance of a magnetic circuit can be reduce, and further eddy currents sin the bobbins 131b and 132b can be avoided, while temperature rises of excitation coils 131a and 312a are suppressed, so that efficiency of a linear vibration actuator can be improved.

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、何らの変換機構を
用いず、電気入力によって可動子に直接、直線的な往復
運動をを与えるリニア振動アクチュエータに関するもの
で、畜冷器内で作動流体を膨張圧縮させることにより被
冷却体を冷却するパルス管冷凍機やスターリング冷凍機
等の畜冷器式冷凍機に適用されるリニア圧縮機に適用し
て有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear vibration actuator for directly giving a linear reciprocating motion to a mover by an electric input without using any conversion mechanism. The present invention is effective when applied to a linear compressor applied to a chiller-type refrigerator such as a pulse tube refrigerator or a Stirling refrigerator that cools an object to be cooled by expansion and compression.

【0002】[0002]

【従来の技術】リニア振動アクチュエータは、電磁石の
極性を周期的に変化させることにより可動子を振動させ
るものであり、磁気回路中に永久磁石(マグネット)を
含むものは、電磁石に通電する電流量に比例した推力を
得ることができ、電磁石のみで構成したものは通電電流
の略2乗に比例した推力を得ることができる。
2. Description of the Related Art A linear vibration actuator vibrates a mover by periodically changing the polarity of an electromagnet. An actuator including a permanent magnet (magnet) in a magnetic circuit uses an electric current supplied to the electromagnet. Can be obtained, and a thrust that is constituted only by electromagnets can obtain a thrust in proportion to approximately the square of the supplied current.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等は
リニア振動アクチュエータの効率(=出力仕事/入力電
力)を向上させるべく、種々の試作検討を行ったとこ
ろ、リニア振動アクチュエータの効率が低下する原因と
して、以下の点を発見した。
By the way, the present inventors have conducted various trial production studies to improve the efficiency of the linear vibration actuator (= output work / input power). As a result, the efficiency of the linear vibration actuator is reduced. The following points were discovered as the cause.

【0004】すなわち、図13、14は発明者等が試作
検討したリニア振動アクチュエータを示すもので、図1
3はリニア振動アクチュエータの可動子の運動方向と直
交する断面を示す図である。そして、120は紙面垂直
方向に往復運動するとともに可動子鉄心(ヨーク)及び
マグネット122からなる可動子であり、130はソレ
ノイドコイル131a、132a及び固定子鉄心(ヨー
ク)133からなる固定子である。そして、両鉄心12
4、133に渦電流が発生することを防止するために、
薄板状の電磁鋼板を紙面垂直方向に積層して両鉄心12
4、133を構成している。
FIG. 13 and FIG. 14 show a linear vibration actuator which the inventors of the present invention have studied on a trial basis.
FIG. 3 is a view showing a cross section orthogonal to the movement direction of the mover of the linear vibration actuator. Reference numeral 120 denotes a mover that reciprocates in a direction perpendicular to the paper surface and includes a mover core (yoke) and a magnet 122, and reference numeral 130 denotes a stator that includes solenoid coils 131a and 132a and a stator core (yoke) 133. And both iron cores 12
4, 133 to prevent eddy currents from being generated
The two cores 12 are formed by laminating thin electromagnetic steel sheets in the direction perpendicular to the paper surface.
4 and 133.

【0005】ところで、固定子鉄心(固定子)と可動子
鉄心(固定子)との磁気ギャップ部(空隙部)δgに流
れる磁束は、図14に示すように、磁束密度を均一とし
た状態で両鉄心間を流れるのではなく、可動子120の
運動方向側の角部(エッジ部)に集中するようにその流
れの向きを変えて両鉄心間を流れる。
The magnetic flux flowing through the magnetic gap (gap) δg between the stator core (stator) and the mover core (stator) has a uniform magnetic flux density as shown in FIG. Instead of flowing between the two cores, the flow direction is changed so as to concentrate on a corner (edge) on the movement direction side of the mover 120 and flows between the two cores.

【0006】ところで、電磁鋼板は、その圧延面と垂直
な方向の磁化特性が圧延面と平行な方向の磁化特性に比
べて著しく悪いため、上記試作品のごとく、両鉄心の積
層方向が可動子の運動方向と一致させると、両鉄心を流
れる磁束は、圧延面の垂直な方向にその流れの向きを転
向させて両鉄心の角部に集中せざるを得ない。
[0006] Since the magnetic properties of the magnetic steel sheet in the direction perpendicular to the rolling surface are significantly worse than the magnetization characteristics in the direction parallel to the rolling surface, the lamination direction of the two iron cores is set to the movable element as in the above prototype. In this case, the magnetic flux flowing through both iron cores must be turned to the direction perpendicular to the rolling surface and concentrated on the corners of both iron cores.

【0007】したがって、磁気回路全体として見たとき
の磁気抵抗が大きくなり、両鉄心の運動方向の角部にお
ける磁束密度が小さくなるので、可動子を運動させる推
力が小さくなり、リニア振動アクチュエータの効率が低
下する。以下、この問題点を第1の問題点と呼ぶ。
Therefore, the magnetic resistance as a whole of the magnetic circuit increases, and the magnetic flux density at the corners in the direction of movement of the two iron cores decreases. Decrease. Hereinafter, this problem is referred to as a first problem.

【0008】また、ソレノイドコイルは、樹脂製の巻き
枠に電線(巻き線)を巻き付けることにより構成されて
いるが、ソレノイドコイルに通電すると、通電時に発生
する熱(ジュール損・鉄損)によりソレノイドコイルの
温度が上昇していく。そして、ソレノイドコイルの温度
が上昇すると、ソレノイドコイルの電気抵抗が上昇する
ので、ソレノイドコイルに流れる電流値が小さくなり、
ソレノイドコイルにより誘起される起磁力(磁界の強
さ)が低下してしまう。したがって、可動子を運動させ
る推力が小さくなるので、リニア振動アクチュエータの
効率が低下する。以下、この問題点を第2の問題点と呼
ぶ。
The solenoid coil is formed by winding an electric wire (winding) around a resin winding frame. When the solenoid coil is energized, the solenoid (joule loss / iron loss) generated at the time of energization generates a solenoid. The temperature of the coil increases. Then, when the temperature of the solenoid coil rises, the electric resistance of the solenoid coil rises, so that the current value flowing through the solenoid coil decreases,
The magnetomotive force (magnetic field intensity) induced by the solenoid coil decreases. Therefore, the thrust for moving the mover is reduced, and the efficiency of the linear vibration actuator is reduced. Hereinafter, this problem is referred to as a second problem.

【0009】また、可動子には、図14に示すように、
非磁性体製のスペーサ125挟んでマグネット122が
埋設されているが、前述のごとく、両鉄心間を流れる磁
束は、両鉄心の角部に集中して両鉄心間を流れる。この
ため、可動鉄心の角部近傍における磁束密度の変化が大
きくなるので、可動鉄心の近傍に位置するスペーサに渦
電流が発生してしまい、リニア振動アクチュエータの効
率が低下する。以下、この問題点を第3の問題点と呼
ぶ。
[0009] As shown in FIG.
The magnet 122 is embedded between the non-magnetic spacers 125. As described above, the magnetic flux flowing between the two cores concentrates on the corners of the two cores and flows between the two cores. For this reason, the change in the magnetic flux density near the corners of the movable iron core becomes large, so that an eddy current is generated in the spacer located near the movable iron core, and the efficiency of the linear vibration actuator is reduced. Hereinafter, this problem is referred to as a third problem.

【0010】本発明は、上記点に鑑み、リニア振動アク
チュエータの効率が低下することを防止することを目的
とする。
[0010] In view of the above, it is an object of the present invention to prevent the efficiency of a linear vibration actuator from decreasing.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1に記載の発明では、磁性材料製
の可動子鉄心(124)を有して磁界を誘起する第1磁
界発生手段を備え、往復運動する可動子(120)と、
可動子(120)と面するとともに、可動子(120)
の運動方向と直交する方向に延びる磁性材料製の固定子
鉄心(133b)を有して磁界を発生させる第2磁界発
生手段を備える固定子(130)とを具備し、第1磁界
発生手段により誘起された磁界及び第2磁界発生手段に
より誘起された磁界のうち、少なくとも一方の磁界の極
性を周期的に変化させることにより可動子(120)を
往復運動させ、さらに、固定子鉄心(133b)及び可
動子鉄心(124)のうち少なくとも一方は、薄板状の
圧延鋼板(124a、133a)を積層したものであ
り、かつ、圧延鋼板(124a、133a)の圧延面と
可動子(120)の運動方向とが略平行となっているこ
とを特徴とする。
According to the present invention, in order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first magnetic field-inducing magnetic field is provided by using a movable iron core (124). A movable element (120) having a magnetic field generating means and reciprocating;
Movable element (120), facing movable element (120)
And a stator (130) having a second magnetic field generating means for generating a magnetic field with a stator iron core (133b) made of a magnetic material extending in a direction perpendicular to the direction of movement of the first magnetic field. By periodically changing the polarity of at least one of the induced magnetic field and the magnetic field induced by the second magnetic field generating means, the mover (120) reciprocates, and further, the stator core (133b) And at least one of the mover iron cores (124) is formed by laminating thin rolled steel plates (124a, 133a), and the rolling surface of the rolled steel plates (124a, 133a) and the movement of the mover (120). The direction is substantially parallel.

【0012】これにより、磁束は圧延面と平行な平面内
にてその流れの向きを変えることとなるので、磁束が流
れる向きにおける磁気抵抗が上記試作品に比べて小さく
なる。したがって、上記の第1の問題が解決されるの
で、可動子(120)を運動させる推力が大きくなり、
リニア振動アクチュエータの効率が向上する。
As a result, the magnetic flux changes its direction of flow in a plane parallel to the rolling surface, so that the magnetic resistance in the direction in which the magnetic flux flows is smaller than that of the prototype. Therefore, since the first problem is solved, the thrust for moving the mover (120) increases,
The efficiency of the linear vibration actuator is improved.

【0013】請求項2に記載の発明では、磁界を誘起す
るとともに、往復運動する可動子(120)と、可動子
(120)と面するとともに、可動子(120)の運動
方向と直交する方向に延びる磁性材料製の固定子鉄心
(133b)を有して磁界を発生させる磁界発生手段を
備える固定子(130)とを具備し、磁界発生手段によ
り誘起された磁界の極性を周期的に変化させることによ
り可動子(120)を往復運動させ、さらに、固定子鉄
心(133b)は、薄板状の圧延鋼板(13a)を積層
したものであり、かつ、圧延鋼板(133a)の圧延面
と可動子(120)の運動方向とが略平行となっている
ことを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the movable element (120) that induces a magnetic field and reciprocates and faces the movable element (120), and is orthogonal to the direction of movement of the movable element (120). And a stator (130) having a magnetic field generating means for generating a magnetic field having a stator core (133b) made of a magnetic material extending to the magnetic field, and periodically changing the polarity of the magnetic field induced by the magnetic field generating means. This causes the mover (120) to reciprocate, and further, the stator core (133b) is formed by laminating a thin rolled steel plate (13a), and is movable with the rolling surface of the rolled steel plate (133a). The movement direction of the child (120) is substantially parallel.

【0014】これにより、磁束は圧延面と平行な平面内
にてその流れの向きを変えることとなるので、磁束が流
れる向きにおける磁気抵抗が上記試作品に比べて小さく
なる。したがって、上記の第1の問題が解決されるの
で、可動子(120)を運動させる推力が大きくなり、
リニア振動アクチュエータの効率が向上する。
Thus, the magnetic flux changes its direction of flow in a plane parallel to the rolling surface, so that the magnetic resistance in the direction in which the magnetic flux flows becomes smaller than that of the prototype. Therefore, since the first problem is solved, the thrust for moving the mover (120) increases,
The efficiency of the linear vibration actuator is improved.

【0015】請求項3に記載の発明では、筒状の巻き枠
(131b、132b)に電線を巻き付けて構成された
ソレノイドコイル(131a、132a)を有し、磁界
を誘起する電磁石(130)と、磁界を誘起するととも
に、往復運動する可動子(120)とを備え、電磁石
(130)により誘起された磁界の極性を周期的に変化
させることにより可動子(120)を往復運動させ、さ
らに、巻き枠(131b、132b)を金属製とすると
ともに、巻き枠(131b、132b)にその軸方向に
延びる電気絶縁部(S)を設けたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an electromagnet (130) having a solenoid coil (131a, 132a) formed by winding an electric wire around a cylindrical winding frame (131b, 132b) and inducing a magnetic field. And a movable element (120) that induces a magnetic field and reciprocates, causing the movable element (120) to reciprocate by periodically changing the polarity of the magnetic field induced by the electromagnet (130). The winding frames (131b, 132b) are made of metal, and the winding frames (131b, 132b) are provided with an electrical insulating portion (S) extending in the axial direction.

【0016】これにより、ソレノイドコイル(131
a、132a)に発生した熱を巻き枠(131b、13
2b)を介して速やかに放熱することができるので、ソ
レノイドコイル13(1a、132a)の温度上昇を抑
制できる。
Thus, the solenoid coil (131)
a, 132a) to the winding frames (131b, 13a).
Since heat can be quickly radiated through 2b), the temperature rise of the solenoid coil 13 (1a, 132a) can be suppressed.

【0017】また、電気絶縁部(S)が設けられている
ので、巻き枠(131b、132b)に渦電流が発生す
ることを防止でき、リニア振動アクチュエータの効率を
向上させることができる。
Further, since the electric insulating portion (S) is provided, eddy current can be prevented from being generated in the winding frames (131b, 132b), and the efficiency of the linear vibration actuator can be improved.

【0018】なお、電気絶縁部は、請求項4に記載の発
明のごとく、巻き枠(131b、132b)をその軸方
向に切断するスリット(S)にて構成してもよい。
The electric insulating portion may be constituted by a slit (S) for cutting the winding frames (131b, 132b) in the axial direction, as in the invention of the fourth aspect.

【0019】請求項5に記載の発明では、往復運動する
とともに、磁界を誘起する複数個の第1磁界発生手段を
有する可動子(120)と、可動子(120)と面する
とともに、可動子(120)の運動方向と直交する方向
の磁界を発生させる第2磁界発生手段を備える固定子
(130)とを具備し、複数個の第1磁界発生手段は、
非磁性材製のスペーサ(125)を挟んで可動子(12
0)の運動方向に直列に並んでおり、さらに、スペーサ
(125)のうち固定子鉄心(133b)及び第1磁界
発生手段と面する角部(125a)には、電気絶縁部
(125b)が設けられていることを特徴とする。
According to the fifth aspect of the present invention, the movable element (120) having a plurality of first magnetic field generating means for reciprocating and inducing a magnetic field, the movable element (120), and the movable element (120). And a stator provided with a second magnetic field generating means for generating a magnetic field in a direction orthogonal to the direction of movement of the first magnetic field generating means.
The movable element (12) is sandwiched by a spacer (125) made of a non-magnetic material.
0) are arranged in series in the direction of movement, and further, at the corner (125a) of the spacer (125) facing the stator core (133b) and the first magnetic field generating means, an electrical insulating portion (125b) is provided. It is characterized by being provided.

【0020】これにより、第1磁界発生手段の近傍に位
置するスペーサ(125)に渦電流が発生することを防
止できるので、第3の問題点を解決することができ、リ
ニア振動アクチュエータの効率を向上させることができ
る。
Thus, it is possible to prevent an eddy current from being generated in the spacer (125) located near the first magnetic field generating means, so that the third problem can be solved and the efficiency of the linear vibration actuator can be reduced. Can be improved.

【0021】なお、電気絶縁部は、請求項6に記載の発
明のごとく、スペーサ(125)のうち固定子鉄心(1
33b)及び第1磁界発生手段と面する角部(125
a)を除去することにより設けてもよい。
[0021] The electric insulating portion is formed by the stator core (1) of the spacer (125).
33b) and the corner (125) facing the first magnetic field generating means.
It may be provided by removing a).

【0022】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
Incidentally, the reference numerals in parentheses of the above means are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)本実施形態は、
本発明に係るリニア振動アクチュエータをパルス管冷凍
機用のリニア圧縮機(以下、圧縮機と略す。)に適用し
たものであって、図1はパルス管冷凍機のである。な
お、パルス管冷凍機全体としての作動は、特許第269
9957号に記載の発明と同様であるので、本明細書で
は、パルス管冷凍機そのものの作動説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment)
The linear vibration actuator according to the present invention is applied to a linear compressor for a pulse tube refrigerator (hereinafter abbreviated as a compressor). FIG. 1 shows a pulse tube refrigerator. The operation of the pulse tube refrigerator as a whole is described in Japanese Patent No. 269.
Since it is the same as the invention described in No. 9957, the description of the operation of the pulse tube refrigerator itself is omitted in this specification.

【0024】100は本実施形態に係る圧縮機(流体駆
動装置)であり、この圧縮機100により後述する畜冷
器200内で作動流体(具体的には、He、N2
2 、Ar、Ne等)を膨張圧縮(定在波成分を発生)
させるとともに、作動流体に変位(進行波成分)を与え
る。なお、圧縮機100の詳細構造は、後述する。
[0024] 100 is a compressor according to the present embodiment (the fluid drive unit), the working fluid (specifically within畜冷200 to be described later by the compressor 100, H e, N 2,
Expansion and compression of H 2 , Ar, Ne, etc. (generating standing wave components)
At the same time, a displacement (traveling wave component) is given to the working fluid. The detailed structure of the compressor 100 will be described later.

【0025】200は作動流体との間で熱の授受を行う
蓄冷器であり、この蓄冷器200は、その内部を流通す
る作動流体の圧縮時においては、作動流体から熱を速や
かに吸収するとともに、膨張時においては、その吸熱し
た熱を速やかに作動流体に与える必要があることから、
作動流体より十分に熱容量が大きく、かつ、熱伝導率の
比較的高い材料にて構成されている。
Reference numeral 200 denotes a regenerator that transfers heat to and from the working fluid. When the working fluid flowing through the regenerator 200 is compressed, the regenerator 200 quickly absorbs heat from the working fluid, and , At the time of expansion, it is necessary to quickly give the absorbed heat to the working fluid,
It is made of a material having a heat capacity sufficiently larger than that of the working fluid and a relatively high thermal conductivity.

【0026】具体的には、ステンレス、銅、銅合金等か
らなる金属網状体(金属メッシュ)を積層するか、若し
くはステンレス・鉛等の金属球等を密閉容器内に封入し
たものである。このとき、圧縮機100から蓄冷器20
0を経て後述する冷却部210に熱が伝導すると、冷却
部210の冷却能力が低下するので、蓄冷器200での
熱伝導を極力抑制する必要がある。このため、金属網状
体にて畜冷器200を構成するときは、金属網状態の積
層方向を作動流体の変位方向(蓄冷器200の軸方向)
に設定することが好ましい。
Specifically, a metal mesh (metal mesh) made of stainless steel, copper, a copper alloy, or the like is laminated, or a metal ball of stainless steel, lead, or the like is sealed in an airtight container. At this time, the regenerator 20
When heat is transferred to a cooling unit 210 described later through 0, the cooling capacity of the cooling unit 210 is reduced. Therefore, it is necessary to suppress heat conduction in the regenerator 200 as much as possible. For this reason, when configuring the animal cooler 200 with a metal mesh, the stacking direction of the metal mesh state is the displacement direction of the working fluid (the axial direction of the cool storage device 200).
It is preferable to set

【0027】また、蓄冷器200の端部には被冷却体
(超伝導体や赤外線センサ等)を直接接触させて冷却す
る冷却部210が設けられており、この冷却部210
は、銅、インジウム等の熱伝導率の高い金属にて形成さ
れている。
At the end of the regenerator 200, there is provided a cooling unit 210 for cooling a body to be cooled (such as a superconductor or an infrared sensor) by directly contacting the cooling unit.
Is formed of a metal having high thermal conductivity such as copper and indium.

【0028】300は冷却部210に隣接して蓄冷器2
00内空間と連通するように配置されたパルス管であ
り、このパルス管300はステンレス、チタン、チタン
合金等からなる薄肉金属パイプで構成されている。
Reference numeral 300 denotes a regenerator 2 adjacent to the cooling unit 210.
The pulse tube 300 is arranged so as to communicate with the internal space 00. The pulse tube 300 is formed of a thin metal pipe made of stainless steel, titanium, a titanium alloy or the like.

【0029】400はパルス管300内から変位した作
動流体を一時的に蓄えるバッファタンクで、このバッフ
ァタンク400とパルス管300との間には、パルス管
300とバッファタンク400との圧力差が所定値に達
したとき開くように構成された第1リリーフバルブ50
0及び第2リリーフバルブ600(流体変位制御弁装
置)が配置されている。
Reference numeral 400 denotes a buffer tank for temporarily storing the working fluid displaced from the inside of the pulse tube 300. The pressure difference between the pulse tube 300 and the buffer tank 400 is predetermined between the buffer tank 400 and the pulse tube 300. First relief valve 50 configured to open when a value is reached
0 and a second relief valve 600 (fluid displacement control valve device) are arranged.

【0030】さらに、第1リリーフバルブ500はパル
ス管300からバッファタンク400へと変位する作動
流体を閉止するように構成されており、第2リリーフバ
ルブ600はバッファタンク400からパルス管300
へと変位する作動流体を閉止するように構成されてい
る。
Further, the first relief valve 500 is configured to close the working fluid displaced from the pulse tube 300 to the buffer tank 400, and the second relief valve 600 is configured to close the pulse tube 300 from the buffer tank 400.
It is configured to close the working fluid that is displaced to.

【0031】なお、圧縮機100、蓄冷器200、冷却
部210、パルス管300、両リリーフバルブ500、
600及びバッファタンク400は、(一次元モデルに
おいて)作動流体の変位方向に直列に配置されており、
蓄冷器200、冷却部210及びパルス管300(図1
の2点鎖線で囲まれて構成部)は、外部との断熱のた
め、図示しない真空容器の内部に配設されている。
The compressor 100, the regenerator 200, the cooling section 210, the pulse tube 300, the two relief valves 500,
600 and the buffer tank 400 are arranged in series in the displacement direction of the working fluid (in a one-dimensional model),
The regenerator 200, the cooling unit 210, and the pulse tube 300 (FIG. 1)
Are enclosed in a vacuum vessel (not shown) for heat insulation from the outside.

【0032】700は蓄冷器200を迂回してパルス管
300のバッファタンク400側と圧縮機100とを結
ぶダブルインレットパイプ(管)で、このダブルインレ
ットパイプ700により圧縮機100によって作動流体
に与えられた圧力は、パルス管300のバッファタンク
400側からパルス管300内に入力される。
Reference numeral 700 denotes a double inlet pipe (pipe) connecting the buffer tank 400 side of the pulse tube 300 and the compressor 100 by bypassing the regenerator 200. The double inlet pipe 700 gives the working fluid to the working fluid by the compressor 100. The pressure is input into the pulse tube 300 from the buffer tank 400 side of the pulse tube 300.

【0033】また、ダブルインレットパイプ700には
電磁弁(流体圧縮制御弁装置)800が配置されてお
り、この電磁弁800を開閉することによりダブルイン
レットパイプ700の連通状態を制御している。
An electromagnetic valve (fluid compression control valve device) 800 is disposed in the double inlet pipe 700, and the communication state of the double inlet pipe 700 is controlled by opening and closing the electromagnetic valve 800.

【0034】次に、圧縮機100について述べる。Next, the compressor 100 will be described.

【0035】図2は圧縮100の模式図であり、この圧
縮機100は、畜冷器200と圧縮機100の吐出口1
11とを接続する配管900を挟んで対称となるような
構造(対向ピストン型構造)となっている。
FIG. 2 is a schematic view of the compressor 100. The compressor 100 includes a refrigerator 200 and a discharge port 1 of the compressor 100.
11 (symmetrical piston-type structure).

【0036】110は配管900を介して畜冷器200
内に連通する丸パイプ状に形成されたステンレス製の圧
力容器であり、この圧力容器110内には、圧力容器1
10の長手方向に往復運動する略円柱状の可動子120
が配設されている。
Numeral 110 denotes the animal cooler 200 through a pipe 900.
A pressure vessel made of stainless steel and formed in a round pipe shape communicating with the inside of the vessel.
10 is a substantially cylindrical mover 120 that reciprocates in the longitudinal direction.
Are arranged.

【0037】そして、可動子120の長手方向一端側
(吐出口111側)には、圧力容器110の内壁に対し
て微少な隙間を有して位置する円柱状のピストン部12
1が設けられており、このピストン部121が可動子1
20と一体に往復運動することにより作動流体が膨張圧
縮される。因みに、圧力容器110のうちピストン部1
21が往復稼働する部位を特にシリンダと呼び、このシ
リンダは、ピストン部121と略等しい線膨張係数を有
する材質にて形成されている。
At one end in the longitudinal direction of the mover 120 (on the side of the discharge port 111), the cylindrical piston portion 12 positioned with a small gap with respect to the inner wall of the pressure vessel 110 is provided.
1 is provided.
The working fluid expands and compresses by reciprocating integrally with 20. Incidentally, the piston portion 1 of the pressure vessel 110
The part where the reciprocating operation 21 is performed is particularly called a cylinder, and this cylinder is formed of a material having a linear expansion coefficient substantially equal to that of the piston part 121.

【0038】また、可動子120のうちピストン部12
1より長手方向他端側には、盤状の永久磁石122が固
定(埋設)されたプランジャ部123が設けられてお
り、このプランジャ部123とピストン部121とは、
ねじ結合されている。
The piston 12 of the mover 120
A plunger portion 123 in which a disk-shaped permanent magnet 122 is fixed (buried) is provided on the other end side in the longitudinal direction from 1. The plunger portion 123 and the piston portion 121
Screw-connected.

【0039】なお、永久磁石122の両極側(N極・S
極側)には、永久磁石122にて誘起された磁束を両極
側に集合させて両極における磁束密度を高めるべく、薄
板状の電磁鋼板又はけい素鋼板等の磁性材料からなる圧
延鋼板を積層することによって形成されたヨーク(可動
子鉄心)124が設けらており、ヨーク124及び永久
磁石122は、ステンレスやアルミニウム合金等の非磁
性材からなるスペーサ125を挟んで可動子120の運
動方向(紙面左右方向)に直列に並んで設けられてい
る。
It should be noted that both sides of the permanent magnet 122 (N pole / S
On the pole side), a rolled steel sheet made of a magnetic material such as a thin electromagnetic steel sheet or a silicon steel sheet is laminated in order to gather magnetic fluxes induced by the permanent magnets 122 on both pole sides and increase the magnetic flux density at both poles. The yoke 124 and the permanent magnet 122 are provided with a yoke (mover iron core) 124 formed in this way, and the yoke 124 and the permanent magnet 122 sandwich the spacer 125 made of a nonmagnetic material such as stainless steel or an aluminum alloy. (Left-right direction).

【0040】一方、永久磁石122により誘起された磁
界(磁場)のうち圧力容器110の外部空間には、圧力
容器110を挟んで対向するように配置された第1、2
電磁石(固定子)131、132を1組(以下、この第
1、2電磁石131、132を電磁石130と呼ぶ。)
として、複数組(本実施形態では2×2組)の電磁石1
30が圧力容器110の長手方向に並んで、圧力容器1
10と共に台座140に固定されている。
On the other hand, out of the magnetic field (magnetic field) induced by the permanent magnet 122, the first and second
One set of electromagnets (stators) 131 and 132 (hereinafter, the first and second electromagnets 131 and 132 are referred to as electromagnets 130)
A plurality of sets (2 × 2 sets in the present embodiment) of the electromagnet 1
30 are arranged in the longitudinal direction of the pressure vessel 110,
Together with 10, it is fixed to a pedestal 140.

【0041】また、電磁石130は、図3に示すよう
に、第1、2励磁コイル131a、132a及び両励磁
コイル(ソレノイドコイル)131a、132aにより
誘起された磁束の磁路を構成するヨーク(固定子鉄心)
133からなる第2磁界発生手段を有して構成されてお
り、ヨーク133は、ヨーク133内で渦電流が発生す
ることを抑制すべく、薄板状の電磁鋼板又はけい素鋼板
等の磁性材料からなる圧延鋼板133aを積層すること
によって形成されている。なお、両励磁コイル131
a、132aは、樹脂製の角パイプ状(角筒状)のボビ
ン(巻き枠)131b、132bに銅線(電線)等の巻
き線を巻き付けることにより構成されたものである。
As shown in FIG. 3, the electromagnet 130 has a yoke (fixed) that forms a magnetic path of a magnetic flux induced by the first and second excitation coils 131a and 132a and both excitation coils (solenoid coils) 131a and 132a. Child iron core)
The yoke 133 is made of a magnetic material such as a thin electromagnetic steel plate or a silicon steel plate in order to suppress the generation of eddy current in the yoke 133. Formed by laminating rolled steel plates 133a. The dual excitation coil 131
Reference numerals a and 132a are formed by winding windings such as copper wires (electric wires) around bobbin (winding frames) 131b and 132b in the shape of a resin square pipe (square tube).

【0042】そして、ヨーク133のうち可動子120
と面して可動子120の運動方向(紙面垂直方向)と直
交する方向に延びる(両励磁コイル131a、132a
の内部を貫通する)主磁極133b、及び可動子120
のヨーク124を構成する圧延鋼板133a、124a
は、その圧延面と可動子120の運動方向とが略平行と
なるように積層されている。因みに、本実施形態では、
ヨーク133のうち主磁極133b以外の部分(リング
状の部分)の圧延鋼板133aは、その圧延面が可動子
120の運動方向と直交するように積層されている。
The mover 120 of the yoke 133
And extends in a direction perpendicular to the direction of movement of the mover 120 (perpendicular to the paper surface) (both excitation coils 131a, 132a
Main pole 133b and the mover 120
Rolled steel plates 133a, 124a constituting the yoke 124 of FIG.
Are stacked such that the rolling surface thereof and the moving direction of the mover 120 are substantially parallel. Incidentally, in the present embodiment,
The rolled steel plates 133a of the yoke 133 other than the main pole 133b (ring-shaped portion) are stacked such that the rolling surface is orthogonal to the moving direction of the mover 120.

【0043】なお、本実施形態では、電磁石130(第
2磁界発生手段)により主磁極133bには可動子12
0の運動方向と略直交する方向の磁界が誘起されるとと
もに、その磁路は可動子120の運動方向と略直交する
面内を流れるような磁気回路(ラジアル磁束形)を構成
する。
In the present embodiment, the movable element 12 is attached to the main magnetic pole 133b by the electromagnet 130 (second magnetic field generating means).
A magnetic field in a direction substantially perpendicular to the movement direction of 0 is induced, and the magnetic path forms a magnetic circuit (radial magnetic flux type) flowing in a plane substantially perpendicular to the movement direction of the mover 120.

【0044】ところで、可動子120は、図2に示すよ
うに、ピストン部121及びプランジャ部123が圧力
容器110の内壁に接触することがないように、その長
手方向両端側にて、薄帯板状の板バネ151を積層した
支持部材150により支持されており、この支持部材1
50は、丸パイプ状に形成されたステンレス製の支持部
材ケース160内に収納されている。
As shown in FIG. 2, the mover 120 is provided with a thin plate at both ends in the longitudinal direction so that the piston 121 and the plunger 123 do not come into contact with the inner wall of the pressure vessel 110. Is supported by a support member 150 on which a plate-shaped leaf spring 151 is laminated.
50 is housed in a stainless steel support member case 160 formed in a round pipe shape.

【0045】そして、支持部材150の各板バネ151
は、図4に示すように、板バネ151の長手方向各部位
における最大応力が略等しくなるように、中央部で細く
くびれた形状に成形されている。因みに、図4中、斜線
部は各板バネ151を支持部材ケース160に固定する
ための固定部である。
Then, each leaf spring 151 of the support member 150
As shown in FIG. 4, the plate spring 151 is formed in a narrow shape at the center so that the maximum stress in each portion in the longitudinal direction of the leaf spring 151 is substantially equal. Incidentally, in FIG. 4, hatched portions are fixing portions for fixing the respective leaf springs 151 to the support member case 160.

【0046】なお、本実施形態では、ピストン部121
には、ピストンリング等の摺動しながら気密性を保持す
るシール手段を設けず、ピストン部121と圧力容器1
10の内壁との隙間を微少とすることで、一種のメカニ
カルシールを構成して気密性を保持しているので、圧力
容器110のうちプランジャ123側の空間にも内圧が
作用する。このため、支持部材ケース160は、圧力容
器110に連通しているため、圧力容器110と共に内
圧が作用する圧力容器として機能する。
In this embodiment, the piston 121
Does not have a sealing means such as a piston ring or the like for maintaining airtightness while sliding, the piston portion 121 and the pressure vessel 1 are not provided.
By making the gap between the inner wall 10 and the inner wall 10 small, a kind of mechanical seal is formed to maintain the airtightness, so that the internal pressure also acts on the space of the pressure vessel 110 on the plunger 123 side. Therefore, the support member case 160 communicates with the pressure vessel 110, and thus functions as a pressure vessel in which an internal pressure acts together with the pressure vessel 110.

【0047】因みに、可動子120(ピストン部121
及びプランジャ部123)は、圧力容器110の内壁に
接触することなく往復運動するが、外部からの振動等に
より可動子120が振動した際には、圧力容器110と
の隙間(クリアランス)が小さいピストン部121は、
圧力容器110内壁に接触する可能性がある。そこで、
本実施形態では、ピストン部121の外周壁に樹脂を被
覆してピストン部121及び圧力容器110の内壁を保
護している。
Incidentally, the mover 120 (piston portion 121)
And the plunger portion 123) reciprocate without contacting the inner wall of the pressure vessel 110, but when the mover 120 vibrates due to external vibration or the like, the piston (clearance) with the pressure vessel 110 is small. The part 121 is
There is a possibility of contact with the inner wall of the pressure vessel 110. Therefore,
In the present embodiment, the outer peripheral wall of the piston 121 is coated with a resin to protect the piston 121 and the inner wall of the pressure vessel 110.

【0048】ところで、圧縮機100(電磁石130)
は、コントローラ(電子制御装置)900によって制御
されており、コントローラ900は、可動子120、支
持部材150及び圧力容器110内の作動流体の弾性特
性を考慮した振動系の固有振動数と等しい周波数の交流
電流を電磁石130に通電して電磁石130の極性を周
期的に変化させることにより、電磁石130と可動子1
20に埋設された永久磁石122との間に発生する引力
及び斥力の向きを周期的に反転させて可動子120を往
復運動させている。
The compressor 100 (electromagnet 130)
Is controlled by a controller (electronic control device) 900. The controller 900 has a frequency equal to the natural frequency of the vibration system in consideration of the elastic characteristics of the working fluid in the mover 120, the support member 150, and the pressure vessel 110. An alternating current is applied to the electromagnet 130 to periodically change the polarity of the electromagnet 130, so that the electromagnet 130 and the mover 1
The movable element 120 is reciprocated by periodically reversing the directions of the attractive force and the repulsive force generated between the movable element 120 and the permanent magnet 122 embedded in the movable member 120.

【0049】なお、本実施形態に係る圧縮機では、可動
子120が上死点(ピストン部121が吐出口111に
最も近づいた時)と下死点(ピストン部121が吐出口
111に最も離れた時)との中間位置に到達した時(以
下、この時の可動子120の位置を振幅の中心と呼
ぶ。)において、永久磁石122と電磁石130との間
のパーミアンスの変化率が最大となるように、永久磁石
122及び電磁石130が配置されている。このため、
本実施形態に係る圧縮機では、可動子120に作用する
推力は、振幅の中心にて最大となる。
In the compressor according to the present embodiment, the mover 120 has a top dead center (when the piston 121 is closest to the discharge port 111) and a bottom dead center (when the piston 121 is farthest from the discharge port 111). (Hereinafter, the position of the mover 120 at this time is referred to as the center of the amplitude), the rate of change of the permeance between the permanent magnet 122 and the electromagnet 130 becomes maximum. As described above, the permanent magnet 122 and the electromagnet 130 are arranged. For this reason,
In the compressor according to the present embodiment, the thrust acting on the mover 120 is maximum at the center of the amplitude.

【0050】次に、本実施形態の特徴を述べる。Next, the features of this embodiment will be described.

【0051】主磁極133bとヨーク124との磁気ギ
ャップ部(空隙部)δg流れる磁束は、図5に示すよう
に、主磁極133bのうち可動子120の運動方向側の
角部(エッジ部)133cに集中するようにその流れの
向きを変えるが、本実施形態では、主磁極133b及び
可動子120のヨーク124を構成する圧延鋼板133
a、124aは、その圧延面と可動子120の運動方向
とが略平行となるように積層されているので、磁束は圧
延面と平行な平面内にてその流れの向きを変えることと
なる。
As shown in FIG. 5, the magnetic flux flowing through the magnetic gap (gap) δg between the main magnetic pole 133b and the yoke 124 is, as shown in FIG. 5, a corner (edge) 133c on the moving direction side of the mover 120 of the main magnetic pole 133b. The direction of the flow is changed so as to concentrate on the main pole 133b and the yoke 124 of the mover 120 in the present embodiment.
Since the rolling surfaces a and 124a are stacked so that the rolling surface and the moving direction of the mover 120 are substantially parallel, the magnetic flux changes the direction of the flow in a plane parallel to the rolling surface.

【0052】したがって、磁束が流れる向きにおける磁
気抵抗が上記試作品に比べて小さくなるので、主磁極1
33bの角部133c及びヨーク124の運動方向の角
部124bにおける磁束密度が大きくなる。延いては、
上記の第1の問題が解決されるので、図6に示すよう
に、可動子120を運動させる推力が大きくなり、圧縮
機(リニア振動アクチュエータ)の効率が向上する。
Therefore, the magnetic resistance in the direction in which the magnetic flux flows is smaller than that of the prototype, so that the main pole 1
The magnetic flux density at the corner 133c of 33b and the corner 124b in the direction of movement of the yoke 124 increases. In the end,
Since the first problem is solved, as shown in FIG. 6, the thrust for moving the mover 120 is increased, and the efficiency of the compressor (linear vibration actuator) is improved.

【0053】なお、本実施形態では、図3に示すよう
に、ヨーク133のうち主磁極133b以外の部分(リ
ング状の部分)133dの圧延鋼板133aは、その圧
延面が可動子120の運動方向と直交するように積層さ
れているが、この部位133dにおいて磁束は、圧延面
平行な平面内においてその流れの向きを変えるので、部
133dにおいて磁気抵抗が増大するとった問題は発生
しない。因みに、主磁極133bとリング状の部位13
3dとは、レーザ溶接等の接合手段により接合されてい
る。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the rolled steel plate 133a of the portion (ring-shaped portion) 133d of the yoke 133 other than the main magnetic pole 133b has its rolling surface in the moving direction of the mover 120. However, since the magnetic flux in the portion 133d changes its flow direction in a plane parallel to the rolling plane, the problem that the magnetic resistance increases in the portion 133d does not occur. Incidentally, the main magnetic pole 133b and the ring-shaped portion 13
3d is joined by joining means such as laser welding.

【0054】ところで、本実施形態では、永久磁石12
2及びヨーク124により磁界を誘起する第1磁界発生
手段を構成したが、ヨーク124を廃止し、永久磁石1
22のみで第1磁界発生手段を構成してもよい。
In this embodiment, the permanent magnet 12
2 and the yoke 124 constitute a first magnetic field generating means for inducing a magnetic field.
The first magnetic field generating means may be constituted by only 22.

【0055】また、本実施形態では、主磁極133bの
の圧延面、及びヨーク124の圧延面の両者が可動子1
20の運動方向と略平行となるようにしたが、いずれか
一方の圧延面のみが可動子120の運動方向と略平行と
なるようにしてもよい。
In this embodiment, both the rolled surface of the main pole 133b and the rolled surface of the yoke 124 are movable
Although the movement direction of the movable member 20 is substantially parallel to the movement direction of the mover 120, only one of the rolling surfaces may be substantially parallel to the movement direction of the mover 120.

【0056】(第2実施形態)第1実施形態では、主磁
極133bの圧延面のみが可動子120の運動方向と略
平行であったが、本実施形態は、図7、8に示すよう
に、ヨーク133の圧延面全体が可動子120の運動方
向と略平行となるように構成したものである。
(Second Embodiment) In the first embodiment, only the rolled surface of the main magnetic pole 133b is substantially parallel to the direction of movement of the mover 120. In this embodiment, as shown in FIGS. The entire rolling surface of the yoke 133 is configured to be substantially parallel to the moving direction of the mover 120.

【0057】なお、本実施形態に係るヨーク133は、
トランスの鉄心と同様な手法にて製造されるもので、先
ず図9(a)に示すように、治具に圧延鋼板を巻き付け
て巻き付けられた圧延鋼板を接合し、その後、図9
(b)に示すように、可動子120が装着される部位を
切断除去することにより製造されている。
The yoke 133 according to this embodiment is
It is manufactured in the same manner as the transformer core. First, as shown in FIG. 9A, a rolled steel plate is wound around a jig, and the rolled steel plate is joined.
As shown in (b), it is manufactured by cutting and removing a portion where the mover 120 is mounted.

【0058】(第3実施形態)第1、2実施形態では、
樹脂製のボビン131b、132bを採用したが、本実
施形態は、ボビン131b、132bを樹脂より熱伝導
率の高い金属製(本実施形態では、アルミニウム製)と
するとともに、図10に示すように、ボビン131b、
132bの軸方向に延びるようにボビン131b、13
2bを切断するスリットS(電気絶縁部)を設けたもの
である。
(Third Embodiment) In the first and second embodiments,
Although the bobbins 131b and 132b made of resin are employed, in the present embodiment, the bobbins 131b and 132b are made of metal (in this embodiment, aluminum) having higher thermal conductivity than resin, and as shown in FIG. , Bobbin 131b,
The bobbins 131b and 13 extend in the axial direction of 132b.
A slit S (electrically insulating portion) for cutting 2b is provided.

【0059】これにより、通電により励磁コイル131
a、132aに発生した熱をボビン131b、132b
を介して速やかに放熱することができるので、励磁コイ
ル131a、132aの温度が上昇することを抑制でき
る。
As a result, the excitation coil 131
a, 132a to the bobbins 131b, 132b
The heat can be quickly dissipated via the first coil, so that the temperature of the exciting coils 131a and 132a can be prevented from rising.

【0060】したがって、ソレノイド励磁コイル131
a、132aにより誘起される起磁力(磁界の強さ)が
低下してしまうことを防止できるので、第2の問題点を
解決することができ、可動子120を運動させる推力が
大きくなり、圧縮機(リニア振動アクチュエータ)の効
率が向上する。
Therefore, the solenoid exciting coil 131
Since the magnetomotive force (magnetic field strength) induced by a and 132a can be prevented from decreasing, the second problem can be solved, and the thrust for moving the mover 120 increases, and the compression force increases. Machine (linear vibration actuator) efficiency is improved.

【0061】ところで、ボビン131b、132bを金
属製とすると、励磁コイル131a、132aに通電す
ることにより、図11に示すように、ボビン131b、
132bの外周壁をその軸方向の周りに回るように流れ
る渦電流が発生し、却って、圧縮機(リニア振動アクチ
ュエータ)の効率が低下するおそれがある。
When the bobbins 131b and 132b are made of metal, the energizing coils 131a and 132a are energized, as shown in FIG.
An eddy current that flows around the outer peripheral wall of the shaft 132b in the axial direction is generated, and on the contrary, the efficiency of the compressor (linear vibration actuator) may be reduced.

【0062】これに対して、本実施形態では、ボビン1
31b、132bの軸方向に延びるようにボビン131
b、132bを切断するスリットSを設けたので、軸方
方向周りに流れる渦電流が流れることを防止できる。
On the other hand, in the present embodiment, the bobbin 1
Bobbin 131 so as to extend in the axial direction of 31b and 132b.
Since slits S for cutting b and 132b are provided, it is possible to prevent the eddy current flowing around the axial direction from flowing.

【0063】したがって、本実施形態では、励磁コイル
131a、132aの温度上昇を抑制しつつ、ボビン1
31b、132bに渦電流が発生することを防止できる
ので、より確実に圧縮機(リニア振動アクチュエータ)
の効率を向上させることができる。
Accordingly, in the present embodiment, the bobbin 1 is prevented from increasing in temperature of the exciting coils 131a and 132a.
Since it is possible to prevent eddy currents from being generated in the compressors 31b and 132b, the compressor (linear vibration actuator) is more reliably provided.
Efficiency can be improved.

【0064】なお、本実施形態では、主磁極133bの
圧延面が可動子120の運動方向と略平行となるように
構成した上で、ボビン131b、132bを金属製とす
るとともに、ボビン131b、132bの軸方向に延び
るようにボビン131b、132bを切断するスリット
Sを設けたが、主磁極133bの圧延面が可動子120
の運動方向と直交(交差)するように構成した上でボビ
ン131b、132bを金属製とするとともに、ボビン
131b、132bの軸方向に延びるようにボビン13
1b、132bを切断するスリットSを設けてもよい。
In the present embodiment, the rolled surface of the main pole 133b is configured to be substantially parallel to the direction of movement of the mover 120, the bobbins 131b and 132b are made of metal, and the bobbins 131b and 132b Slits S for cutting the bobbins 131b and 132b are provided so as to extend in the axial direction of the main body 133b.
And the bobbins 131b and 132b are made of metal and extend in the axial direction of the bobbins 131b and 132b.
A slit S for cutting 1b and 132b may be provided.

【0065】また、スリットSに換えて、ボビン131
b、132bにその軸方向に延びるように電気絶縁体を
埋設してもよい。
In place of the slit S, the bobbin 131
An electrical insulator may be embedded in the b and 132b so as to extend in the axial direction.

【0066】(第4実施形態)本実施形態は、図12に
示すように、スペーサ125のうち主磁極133b及び
ヨーク124と面する角部125aを切断除去して、角
部125aに電気絶縁部125bを設けたものである。
(Fourth Embodiment) In this embodiment, as shown in FIG. 12, a corner 125a of a spacer 125 facing a main magnetic pole 133b and a yoke 124 is cut and removed, and an electrical insulating portion is formed on the corner 125a. 125b is provided.

【0067】これにより、ヨーク124の近傍に位置す
るスペーサ125に渦電流が発生することを防止できる
ので、第3の問題点を解決することができ、圧縮機(リ
ニア振動アクチュエータ)の効率を向上させることがで
きる。
As a result, eddy current can be prevented from being generated in the spacer 125 located near the yoke 124, so that the third problem can be solved and the efficiency of the compressor (linear vibration actuator) can be improved. Can be done.

【0068】なお、本実施形態では、本実施形態では、
主磁極133bの圧延面が可動子120の運動方向と略
平行となるように構成し、ボビン131b、132bを
金属製とするとともにボビン131b、132bの軸方
向に延びるようにボビン131b、132bを切断する
スリットSを設け、かつ、スペーサ125の角部125
aに電気絶縁部125bを設けたが、本実施形態は、少
なくともスペーサ125の角部125aに電気絶縁部1
25bを設ければよい。
In this embodiment, in this embodiment,
The rolling surface of the main pole 133b is configured to be substantially parallel to the direction of movement of the mover 120, and the bobbins 131b and 132b are made of metal and cut off so that the bobbins 131b and 132b extend in the axial direction of the bobbins 131b and 132b. And a corner 125 of the spacer 125 is provided.
a is provided with the electrical insulating portion 125 b, but in the present embodiment, at least the electrical insulating portion 1
25b may be provided.

【0069】また、本実施形態では、永久磁石122及
びヨーク124により磁界を誘起する第1磁界発生手段
を構成したが、ヨーク124を廃止し、永久磁石122
のみで第1磁界発生手段を構成してもよい。
Further, in the present embodiment, the first magnetic field generating means for inducing a magnetic field by the permanent magnet 122 and the yoke 124 is formed.
The first magnetic field generating means may be constituted by only the first magnetic field generating means.

【0070】(その他の実施形態)本発明に係るリニア
振動アクチュエータは、パルス管冷凍機用の圧縮機にそ
の適用が限定されるものではなく、工作機械用のアクチ
ュエータやスターリング冷凍機用の圧縮機等その他のも
のに対しても適用することができる。
(Other Embodiments) The application of the linear vibration actuator according to the present invention is not limited to a compressor for a pulse tube refrigerator, but an actuator for a machine tool or a compressor for a Stirling refrigerator. And so on.

【0071】また、上述の実施形態では、可動部材12
0には、永久磁石122が埋設されていたが、永久磁石
122に代えて電磁石として、この電磁石に交流電流を
通電してもよい。なお、この場合、圧力容器110の外
部に配設された電磁石130に直流電流を通電するか、
又は可動部材120に設けた電磁石と電磁石130に通
電する交流電流の位相をずらすか、又は電磁石130に
代えて永久磁石とする必要がある。
In the above embodiment, the movable member 12
Although the permanent magnet 122 is buried in 0, an electromagnet may be used instead of the permanent magnet 122 to supply an alternating current to the electromagnet. In this case, whether a DC current is applied to the electromagnet 130 disposed outside the pressure vessel 110,
Alternatively, it is necessary to shift the phase of the alternating current flowing between the electromagnet provided on the movable member 120 and the electromagnet 130, or to use a permanent magnet instead of the electromagnet 130.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るリニア振動アクチ
ュエータを用いたパルス管冷凍機の模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a pulse tube refrigerator using a linear vibration actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態に係る圧縮機の模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic diagram of a compressor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図2のA−A断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図4】本発明の第1実施形態に係る板バネの正面図で
ある。
FIG. 4 is a front view of the leaf spring according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施形態に係るリニア振動アクチ
ュエータにおける磁束流れを示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a magnetic flux flow in the linear vibration actuator according to the first embodiment of the present invention.

【図6】可動子に発生する推力と可動子の位置(印加電
圧0の状態からのずれ量)との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the thrust generated in the mover and the position of the mover (the amount of deviation from the state of zero applied voltage).

【図7】本発明の第2実施形態に係るリニア振動アクチ
ュエータの断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a linear vibration actuator according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施形態の変形例に係るリニア振
動アクチュエータの断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a linear vibration actuator according to a modification of the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施形態に係るリニア振動アクチ
ュエータに適用されるヨークの製造方法を示す説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory view showing a method of manufacturing a yoke applied to the linear vibration actuator according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3実施形態に係るリニア振動アク
チュエータに使用されるボビンの斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view of a bobbin used in a linear vibration actuator according to a third embodiment of the present invention.

【図11】ボビン内を流れる渦電流の模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram of an eddy current flowing in a bobbin.

【図12】(a)は本発明の第4実施形態に係るリニア
振動アクチュエータに使用される可動子の断面図であ
り、(b)は側面図である。
FIG. 12A is a sectional view of a mover used in a linear vibration actuator according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a side view.

【図13】試作に係るリニア振動アクチュエータの断面
図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a prototype linear vibration actuator.

【図14】試作に係るリニア振動アクチュエータの断面
図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a prototype linear vibration actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

120…可動子、122…永久磁石、124…ヨーク
(可動子鉄心)、 130…電磁石(固定子)、131a、132a…励磁
コイル、 133…ヨーク(固定子鉄心)、133b…主磁極。
Reference numeral 120: mover, 122: permanent magnet, 124: yoke (mover core), 130: electromagnet (stator), 131a, 132a: exciting coil, 133: yoke (stator core), 133b: main magnetic pole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H002 AA03 AE08 5H633 BB08 BB11 GG02 GG04 GG05 GG09 GG13 GG17 HH03 HH04 HH09 HH18 HH21 HH22 HH24 JB03 JB04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H002 AA03 AE08 5H633 BB08 BB11 GG02 GG04 GG05 GG09 GG13 GG17 HH03 HH04 HH09 HH18 HH21 HH22 HH24 JB03 JB04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性材料製の可動子鉄心(124)を有
して磁界を誘起する第1磁界発生手段を備え、往復運動
する可動子(120)と、 前記可動子(120)と面するとともに、前記可動子
(120)の運動方向と直交する方向に延びる磁性材料
製の固定子鉄心(133b)を有して磁界を発生させる
第2磁界発生手段を備える固定子(130)とを具備
し、 前記第1磁界発生手段により誘起された磁界及び前記第
2磁界発生手段により誘起された磁界のうち、少なくと
も一方の磁界の極性を周期的に変化させることにより前
記可動子(120)を往復運動させ、 さらに、前記固定子鉄心(133b)及び前記可動子鉄
心(124)のうち少なくとも一方は、薄板状の圧延鋼
板(124a、133a)を積層したものであり、か
つ、前記圧延鋼板(124a、133a)の圧延面と前
記可動子(120)の運動方向とが略平行となっている
ことを特徴とするリニア振動アクチュエータ。
1. A reciprocating mover (120) having a mover iron core (124) made of a magnetic material and inducing first magnetic field, and facing the mover (120). And a stator (130) having a stator core (133b) made of a magnetic material extending in a direction perpendicular to the direction of movement of the mover (120) and having second magnetic field generating means for generating a magnetic field. The movable element (120) reciprocates by periodically changing the polarity of at least one of the magnetic field induced by the first magnetic field generating means and the magnetic field induced by the second magnetic field generating means. Further, at least one of the stator core (133b) and the mover core (124) is formed by laminating a thin rolled steel plate (124a, 133a), and A linear vibration actuator, wherein a rolling surface of a rolled steel plate (124a, 133a) and a moving direction of the mover (120) are substantially parallel.
【請求項2】 磁界を誘起するとともに、往復運動する
可動子(120)と、 前記可動子(120)と面するとともに、前記可動子
(120)の運動方向と直交する方向に延びる磁性材料
製の固定子鉄心(133b)を有して磁界を発生させる
磁界発生手段を備える固定子(130)とを具備し、 前記磁界発生手段により誘起された磁界の極性を周期的
に変化させることにより前記可動子(120)を往復運
動させ、 さらに、前記固定子鉄心(133b)は、薄板状の圧延
鋼板(13a)を積層したものであり、かつ、前記圧延
鋼板(133a)の圧延面と前記可動子(120)の運
動方向とが略平行となっていることを特徴とするリニア
振動アクチュエータ。
2. A mover (120) that induces a magnetic field and reciprocates, and is made of a magnetic material that faces the mover (120) and extends in a direction perpendicular to the direction of movement of the mover (120). A stator (130) having a magnetic field generating means for generating a magnetic field with the stator core (133b) of the above, wherein the polarity of the magnetic field induced by the magnetic field generating means is periodically changed to produce the magnetic field. The mover (120) is reciprocated, and the stator core (133b) is formed by laminating a thin rolled steel plate (13a), and the rolling surface of the rolled steel plate (133a) and the movable surface A linear vibration actuator, wherein a movement direction of a child (120) is substantially parallel.
【請求項3】 筒状の巻き枠(131b、132b)に
電線を巻き付けて構成されたソレノイドコイル(131
a、132a)を有し、磁界を誘起する電磁石(13
0)と、 磁界を誘起するとともに、往復運動する可動子(12
0)とを備え、前記電磁石(130)により誘起された
磁界の極性を周期的に変化させることにより前記可動子
(120)を往復運動させ、 さらに、前記巻き枠(131b、132b)を金属製と
するとともに、前記巻き枠(131b、132b)にそ
の軸方向に延びる電気絶縁部(S)を設けたことを特徴
とするリニア振動アクチュエータ。
3. A solenoid coil (131) formed by winding an electric wire around a cylindrical winding frame (131b, 132b).
a, 132a) and an electromagnet (13
0) and a movable element (12) that reciprocates while inducing a magnetic field.
0), the movable element (120) is reciprocated by periodically changing the polarity of the magnetic field induced by the electromagnet (130), and the winding frames (131b, 132b) are made of metal. A linear vibration actuator characterized in that the winding frames (131b, 132b) are provided with an electric insulating portion (S) extending in the axial direction.
【請求項4】 前記電気絶縁部は、前記巻き枠(131
b、132b)をその軸方向に切断するスリット(S)
であることを特徴とする請求項3に記載のリニア振動ア
クチュエータ。
4. The electric insulation part includes a winding frame (131).
b, 132b) in the axial direction (S)
The linear vibration actuator according to claim 3, wherein
【請求項5】 往復運動するとともに、磁界を誘起する
複数個の第1磁界発生手段を有する可動子(120)
と、 前記可動子(120)と面するとともに、前記可動子
(120)の運動方向と直交する方向の磁界を発生させ
る第2磁界発生手段を備える固定子(130)とを具備
し、 前記複数個の第1磁界発生手段は、非磁性材製のスペー
サ(125)を挟んで前記可動子(120)の運動方向
に直列に並んでおり、 さらに、前記スペーサ(125)のうち前記固定子鉄心
(133b)及び前記第1磁界発生手段と面する角部
(125a)には、電気絶縁部(125b)が設けられ
ていることを特徴とするリニア振動アクチュエータ。
5. A mover (120) having a plurality of first magnetic field generating means for reciprocating and inducing a magnetic field.
And a stator (130) facing the mover (120) and having a second magnetic field generating means for generating a magnetic field in a direction orthogonal to the direction of movement of the mover (120). The first magnetic field generating means are arranged in series in the movement direction of the mover (120) with a spacer (125) made of a non-magnetic material interposed therebetween. (133b) and a corner (125a) facing the first magnetic field generating means is provided with an electric insulating portion (125b).
【請求項6】 前記電気絶縁部は、前記スペーサ(12
5)のうち前記固定子鉄心(133b)及び前記第1磁
界発生手段と面する角部(125a)を除去することに
より構成されていることを特徴とするリニア振動アクチ
ュエータ。
6. The electrical insulating section includes a spacer (12).
5) The linear vibration actuator according to 5), wherein a corner (125a) facing the stator core (133b) and the first magnetic field generating means is removed.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004059820A1 (en) * 2002-12-25 2004-07-15 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Linear actuator
JP2005287185A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Hitachi Ltd Linear motor
JP2009041791A (en) * 2007-08-06 2009-02-26 Aisin Seiki Co Ltd Linear compressor for cold storage refrigerating machine
JP2009527213A (en) * 2006-02-14 2009-07-23 ノヴァトークー インコーポレイテッド Electric machine field pole member and method of forming the same
JP2011160588A (en) * 2010-02-02 2011-08-18 Toshiba Mach Co Ltd Linear motor and manufacturing method of the same
JP2011217534A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Sinfonia Technology Co Ltd Mover and stator of linear drive device
US8330316B2 (en) 2011-03-09 2012-12-11 Novatorque, Inc. Rotor-stator structures including boost magnet structures for magnetic regions in rotor assemblies disposed external to boundaries of conically-shaped spaces
US8330317B2 (en) 2004-10-25 2012-12-11 Novatorque, Inc. Conical magnets and rotor-stator structures for electrodynamic machines
WO2015033851A1 (en) * 2013-09-09 2015-03-12 アズビル株式会社 Bistable moving device
US9093874B2 (en) 2004-10-25 2015-07-28 Novatorque, Inc. Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines
JP2015205708A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 大森機械工業株式会社 Top seal device
KR20160042427A (en) * 2013-08-02 2016-04-19 차트 인코포레이티드 Cryocooler with magnetic reciprocating piston
CN106887910A (en) * 2017-02-27 2017-06-23 叶露微 The small-size centrifugal pump that a kind of U-iron core single-phase permanent-magnet synchronous motor drives
US10532912B2 (en) 2016-03-16 2020-01-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Rotating electrical machine, hoisting machine and elevator

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004059820A1 (en) * 2002-12-25 2004-07-15 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Linear actuator
JP2005287185A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Hitachi Ltd Linear motor
JP4537745B2 (en) * 2004-03-30 2010-09-08 株式会社日立製作所 Linear motor
US9093874B2 (en) 2004-10-25 2015-07-28 Novatorque, Inc. Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines
US8283832B2 (en) 2004-10-25 2012-10-09 Novatorque, Inc. Sculpted field pole members and methods of forming the same for electrodynamic machines
US8330317B2 (en) 2004-10-25 2012-12-11 Novatorque, Inc. Conical magnets and rotor-stator structures for electrodynamic machines
JP2009527213A (en) * 2006-02-14 2009-07-23 ノヴァトークー インコーポレイテッド Electric machine field pole member and method of forming the same
JP2009041791A (en) * 2007-08-06 2009-02-26 Aisin Seiki Co Ltd Linear compressor for cold storage refrigerating machine
JP2011160588A (en) * 2010-02-02 2011-08-18 Toshiba Mach Co Ltd Linear motor and manufacturing method of the same
JP2011217534A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Sinfonia Technology Co Ltd Mover and stator of linear drive device
US8330316B2 (en) 2011-03-09 2012-12-11 Novatorque, Inc. Rotor-stator structures including boost magnet structures for magnetic regions in rotor assemblies disposed external to boundaries of conically-shaped spaces
JP2016528863A (en) * 2013-08-02 2016-09-15 チャート・インコーポレイテッドChart Inc. Cryogenic cooler with magnetic reciprocating piston
KR20160042427A (en) * 2013-08-02 2016-04-19 차트 인코포레이티드 Cryocooler with magnetic reciprocating piston
US10527320B2 (en) 2013-08-02 2020-01-07 Chart Inc. Cryocooler with magnetic reciprocating piston
KR102210849B1 (en) * 2013-08-02 2021-02-01 차트 인코포레이티드 Cryocooler with magnetic reciprocating piston
KR20210012068A (en) * 2013-08-02 2021-02-02 차트 인코포레이티드 Cryocooler with magnetic reciprocating piston
KR102276748B1 (en) * 2013-08-02 2021-07-12 차트 인코포레이티드 Cryocooler with magnetic reciprocating piston
JP2015053816A (en) * 2013-09-09 2015-03-19 アズビル株式会社 Bistable moving device
WO2015033851A1 (en) * 2013-09-09 2015-03-12 アズビル株式会社 Bistable moving device
JP2015205708A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 大森機械工業株式会社 Top seal device
US10532912B2 (en) 2016-03-16 2020-01-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Rotating electrical machine, hoisting machine and elevator
CN106887910A (en) * 2017-02-27 2017-06-23 叶露微 The small-size centrifugal pump that a kind of U-iron core single-phase permanent-magnet synchronous motor drives

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