JP2003083626A - 極低温冷凍機の荷重支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スターリング冷凍機１等の極低温冷凍機
においてシリンダー部３およびコールドヘッド部４に作
用する外力によるシリンダー部３の変形あるいは破損
を、簡単な構成でかつ低価格で、防止するとともに、外
部からの熱侵入量を極力抑えることができる極低温冷凍
機の荷重支持装置を提供すること。 【解決手段】 コールドヘッド部４をその円周方向外方
からわずかな間隔３１をおいてサポート部材２１により
支持すること、コールドヘッド部４とサポート部材２１
との間における熱接触部分および熱接触時間をわずかな
ものとすることに着目したもので、コールドヘッド部４
の外周部に位置してコールドヘッド部４との間にわずか
な間隔３１をあけてあるとともに、コールドヘッドの半
径方向外方への移動によりコールドヘッド部４と接触し
てそれ以上の移動を阻止可能としたサポート部材２１を
設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は極低温冷凍機の荷重
支持装置にかかるもので、とくにスターリング冷凍機、
パルスチューブ冷凍機、あるいはスターリング式パルス
チューブ冷凍機などの蓄冷式冷凍機ないし小型冷凍機そ
の他の極低温冷凍機の荷重支持装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の極低温冷凍機についてスターリン
グ冷凍機１を例に取り、図１４にもとづき概説する。図
１４は、スターリング冷凍機１の概略説明図であって、
スターリング冷凍機１は、ヘッドハウジング部２と、シ
リンダー部３と、コールドヘッド部４と、真空容器５
と、ヘッドハウジング部２およびシリンダー部３に冷媒
ガスを供給するガス圧縮機（図示せず）と、を有する。
ヘッドハウジング部２にシリンダー部３の一方の端部を
取り付け、他方の端部に銅製のコールドヘッド部４を取
り付けるとともに、このコールドヘッド部４に赤外線検
出センサー６（被冷却物）に熱接触させるものである。

【０００３】赤外線検出センサー６の重量は、たとえば
従来は主に１０〜２０グラム程度と軽量であり、図１４
のように縦置き（垂直置き）した場合には、スターリン
グ冷凍機１の外部からの振動あるいは外力が作用して
も、赤外線検出センサー６の機能にさほど悪影響はな
い。

【０００４】図１５は、このスターリング冷凍機１を横
置き（水平置き）した場合の概略説明図であって、この
横置きの場合には、シリンダー部４の先端部における赤
外線検出センサー６を自由端とする片持ち式の構造とな
るため、図１４に示した縦置きの場合よりシリンダー部
４に変形が起こりやすいが、赤外線検出センサー６が比
較的軽量であるため、コールドヘッド部３および被冷却
物である赤外線検出センサー６の重量による荷重を外力
に対抗して支持する構造は、事実上必要なかった。

【０００５】しかしながら近年、被冷却物としてさらに
重量があるものがでてきている。たとえば、図１６は、
移動体通信用の基地局７を示す概略説明図であって、移
動体通信用の基地局７は、高温超電導フィルター８（被
冷却物）と、低ノイズ増幅器９（被冷却物）と、アンテ
ナ１０と、を有し、高温超電導フィルター８および低ノ
イズ増幅器９を極低温に冷却する必要がある。

【０００６】図１７は、熱伝導性の良好な銅製材料など
による、たとえば厚さ５ｍｍおよび直径１００〜１５０
ｍｍ程度の円盤１１を介してこの高温超電導フィルター
８および低ノイズ増幅器９をスターリング冷凍機１のコ
ールドヘッド部４に熱接触させた概略説明図であって、
高温超電導フィルター８および低ノイズ増幅器９の合計
重量は、たとえば０．５〜２キログラムにもなる。要す
るにスターリング冷凍機１などの小型冷凍機の冷凍能が
増大化するにともなって、被冷却物の重量も増大化の傾
向をたどっており、以下のような諸問題が発生してい
る。

【０００７】すなわち、高温超電導フィルター８および
低ノイズ増幅器９などの被冷却物がコールドヘッド部４
に搭載された状態で、スターリング冷凍機１全体に振動
あるいは衝撃などによる外力が作用すると、コールドヘ
ッド部４を取り付けている比較的長尺のシリンダー部３
が変形あるいは破損する可能性が高いという問題があ
る。シリンダー部３におけるわずかな変形によっても、
スターリング冷凍機１の冷凍機能に影響がある場合があ
り、とくに図１８に示すように、スターリング冷凍機１
を横置き（水平置き）した場合には、シリンダー部３は
構成材質（たとえばステンレス材）の弾性限界応力内の
変形、あるいは弾性限界応力外の変形あるいは破損を起
こす可能性がある。この変形が所定限界をこえると、シ
リンダー部３内を往復運動するディスプレーサーの運動
を妨げ、冷凍能力が低下するという問題がある。被冷却
物の重量が増加するほど、スターリング冷凍機１の縦置
きおよび水平置きともに外力の影響を防止すべく荷重を
支持する必要があり、とくに水平置きの場合には、被冷
却物を自由端として片持ち式構造になるために、外力に
より振動しやすく、その影響が大きく、被冷却物の重量
および外力による影響の両方を考慮する必要がある。

【０００８】こうした諸問題を解消すべく、種々の工夫
が考えられている。たとえば、図１９は、工夫の一例に
よるスターリング冷凍機１２を示す一部破断概略説明図
であって、このスターリング冷凍機１２では、シリンダ
ー部１３の肉厚を従来より大きく、あるいは長さを短く
するかの構成の少なくとも一方を採用することによっ
て、シリンダー部１３単体の強度を強くし、耐荷重性能
をシリンダー部１３の部分で満足させようとするもので
ある。

【０００９】こうした構成のスターリング冷凍機１２に
おいては、部品点数が少ないので、低価格であるととも
に、構造自体は単純であるが、スターリング冷凍機１２
に外力が印加されていない場合であっても、肉厚のシリ
ンダー部１３からの熱伝導作用によるスターリング冷凍
機１２への熱侵入量が大きくなって、冷凍能力が低下し
てしまうという問題がある。すなわち、シリンダー部３
は、冷凍能力を保持するとともに熱侵入量を抑えるとい
う点からは、これがたわまないほど相対的に太くするこ
とが困難で、強度が強くなっても熱侵入の程度が増加し
ては意味がなくなる。

【００１０】図２０は、他の例によるスターリング冷凍
機１４を示す概略説明図であって、このスターリング冷
凍機１４では、シリンダー部３を一対とすることによ
り、コールドヘッド部４の荷重を支持しようとするもの
である。

【００１１】こうした構成のスターリング冷凍機１４に
おいては、シリンダー部３の合体による荷重支持効果を
ねらったものではあるが、部品点数が増え、構造が複雑
化するという問題がある。

【００１２】図２１は、さらに他の例によるスターリン
グ冷凍機１５を示す概略説明図であって、このスターリ
ング冷凍機１５においては、シリンダー部３に平行にヘ
ッドハウジング部２からコールドヘッド部４にわたって
サポートシリンダー１６を追加し、シリンダー部３およ
びサポートシリンダー１６の協動作用により耐荷重性能
を上げようとするものである。

【００１３】こうした構成のスターリング冷凍機１５に
おいて、サポートシリンダー１６の構造次第では、熱伝
導作用によるサポートシリンダー１６からの熱侵入量を
低下することはできるが、部品点数が多くなって、高価
格および複雑な構造になるという問題がある。

【００１４】なお、上述のスターリング冷凍機１（図１
４）やパルスチューブ冷凍機以外にも、ガス圧縮機には
スターリング用圧縮機を用いるとともに冷凍機にはパル
スチューブ冷凍機を使用する組み合わせのタイプである
スターリング式パルスチューブ冷凍機、あるいはＧＭ冷
凍機（ギフォード・マクマホン冷凍機）などについても
同様の諸問題がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、スターリング冷凍機
等の極低温冷凍機においてシリンダー部およびコールド
ヘッド部に作用する外力によるシリンダー部の変形ある
いは破損を防止可能な極低温冷凍機の荷重支持装置を提
供することを課題とする。

【００１６】また本発明は、外部からの熱侵入量を極力
抑えて、コールドヘッド部および被冷却物の荷重を支持
することができる極低温冷凍機の荷重支持装置を提供す
ることを課題とする。

【００１７】また本発明は、簡単な構成でかつ低価格
で、シリンダー部の変形を防止するようにその荷重を支
持することができる極低温冷凍機の荷重支持装置を提供
することを課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、スタ
ーリング冷凍機等の極低温冷凍機におけるコールドヘッ
ド部のみをその円周方向外方からわずかな間隔をおいて
サポート部材により支持すること、コールドヘッド部と
サポート部材との間における熱接触部分および熱接触時
間をわずかなものとすることに着目したもので、ヘッド
ハウジング部と、このヘッドハウジング部に取り付けた
シリンダー部と、このシリンダー部の端部に取り付ける
とともに被冷却物に熱接触させるコールドヘッド部と、
を有する極低温冷凍機の荷重支持装置であって、上記コ
ールドヘッド部の外周部に位置して上記コールドヘッド
部との間にわずかな間隔をあけてあるとともに、上記コ
ールドヘッドの半径方向外方への移動によりこのコール
ドヘッド部と接触してそれ以上の移動を阻止可能とした
サポート部材を設け、上記シリンダー部の変形による、
上記シリンダー部の長さ方向に沿った方向からの上記コ
ールドヘッド部の移動を防止可能としたことを特徴とす
る極低温冷凍機の荷重支持装置である。

【００１９】上記サポート部材は、上記シリンダー部に
は接触せずに上記ヘッドハウジング部にその端部を固定
してあることができる。

【００２０】上記サポート部材は、上記コールドヘッド
部に対向する支持部と、上記ヘッドハウジング部に固定
する固定部と、を有することができる。

【００２１】上記サポート部材は、上記シリンダー部お
よび上記コールドヘッド部を囲む円筒形状にこれを形成
することができる。

【００２２】上記サポート部材は、上記シリンダー部お
よび上記コールドヘッド部を囲む円周位置に配置した複
数個のサブサポートからこれを形成することができる。

【００２３】上記サポート部材の熱伝導率は、上記コー
ルドヘッド部の熱伝導率より小さいものとすることがで
きる。

【００２４】上記サポート部材に、上記コールドヘッド
部との間隔を調節可能な調節ネジを設けることができ
る。また、この調節ネジの先端部は、コールドヘッド部
との接触面積をできるだけ小さくするように、これを円
錐形状とすることが望ましい。

【００２５】上記被冷却物は、移動体通信用の基地局に
おける高温超電導フィルターおよび低ノイズ増幅器であ
ることができる。

【００２６】本発明による極低温冷凍機の荷重支持装置
においては、スターリング冷凍機などの極低温冷凍機に
おけるコールドヘッド部の外周部に位置してコールドヘ
ッド部との間にわずかな間隔をあけてあるとともに、コ
ールドヘッドの半径方向外方への移動によりこのコール
ドヘッド部と接触してそれ以上の移動を阻止可能とした
サポート部材を設けたので、コールドヘッド部のみをそ
の円周方向外方からサポート部材により支持し、コール
ドヘッド部とサポート部材との間における熱接触部分お
よび熱接触時間をわずかなものとすることができる。す
なわち、外力によってシリンダー部に変形が発生しない
状態ではコールドヘッド部とサポート部材との間には熱
的な接触がなく、サポート部材を介してのコールドヘッ
ド部への熱侵入のおそれはない。コールドヘッド部に取
り付けた被冷却物の重量が大きく、外力の作用によりシ
リンダー部が変形した場合のみにコールドヘッド部がそ
の円周外部に位置するサポート部材にそれ以上の変形を
阻止され、破損ないしは破壊にいたることを防止し、冷
凍機能が低下することも防止可能である。さらに、この
サポート部材は、コールドヘッド部の移動を阻止するよ
うにコールドヘッド部の外方からこれを配置するだけで
よく、簡単な構造かつわずかな部品点数で、低価格で提
供することができる。要するに、シリンダー部あるいは
コールドヘッド部には接触はしたくないが、荷重支持の
機能を保有しておくために、シリンダー部のたわみ変形
をその弾性変形内である範囲に抑えることにより、塑性
変形にいたる外力の限界に近い状態ではじめてサポート
部材がコールドヘッド部に接触するので、熱侵入を極力
抑えて塑性変形を阻止することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
による極低温冷凍機の荷重支持装置２０を図１ないし図
３にもとづき説明する。ただし、図１４ないし図２１と
同様の部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略
する。図１は、荷重支持装置２０を装備したスターリン
グ冷凍機１（極冷温冷凍機）を縦置き（垂直置き）した
場合の一部破断概略説明図であって、荷重支持装置２０
は、円筒形状のサポート部材２１を有する。

【００２８】サポート部材２１は、その円筒形状本体２
２と、円筒形状本体２２の一方の端部である固定部２３
と、円筒形状本体２２の他方の端部であって円筒形状本
体２２より肉厚とした支持部２４と、を有する。固定部
２３においてヘッドハウジング部２の上部に溶接部２５
により固定し、スターリング冷凍機１のコールドヘッド
部４に対向している支持部２４側を相対的に自由端とし
ている。溶接部２５を形成するための溶接としては、Ｔ
ＩＧ溶接、電子ビーム溶接あるいはロウ付けなど任意の
ものを選択可能である。

【００２９】サポート部材２１は、ステンレス材、好ま
しくはアウトガスが少ないＦＲＰ（繊維強化プラスチッ
ク）、チタン材、アルミニウム材、ないしはこれらの合
金などであり、強度があり、できれば銅材より熱伝導性
が劣る材料が好ましい。

【００３０】図２は、荷重支持装置２０を装備したスタ
ーリング冷凍機１を横置き（水平置き）した場合の一部
破断概略説明図であって、固定部２３が固定され、サポ
ート部材２１は、支持部２４においてスターリング冷凍
機１のコールドヘッド部４に対向している。

【００３１】図３は、極冷温冷凍機の荷重支持装置２０
の要部拡大断面図であって、シリンダー部３の内部に
は、ディスプレーサー２６と、シールリング２７と、蓄
冷材蓄冷材２８と、ディスプレーサースプリング２９
と、を有し、シリンダー部３内においてディスプレーサ
ー２６が冷媒ガス（ヘリウムガス）と所定の位相で往復
動することにより、冷媒ガスの熱交換を行い、コールド
ヘッド部４部分に冷凍を発生する。

【００３２】コールドヘッド部４には取付けボルト３０
により円盤１１を固定し、既述のように、円盤１１に高
温超電導フィルター８および低ノイズ増幅器９を熱接触
させてある。

【００３３】サポート部材２１の支持部２４は、コール
ドヘッド部４の外周部に位置し、コールドヘッド部４と
の間における半径方向に所定のわずかな間隔（第１の間
隔３１）をあけてあるとともに、円盤１１との間におけ
る長さ方向にもわずかな間隔（第２の間隔３２）をあけ
てある。たとえば、コールドヘッド部４は、その厚さが
１ｍｍであり、サポート部材２１は、その外径が４０〜
７０ｍｍ、長さが５０〜７０ｍｍ、円筒形状本体２２の
厚さが０．５〜２．０ｍｍ、支持部２４はその厚さが２
〜３ｍｍ、第１の間隔３１が０．０５〜０．１ｍｍであ
り、第２の間隔３２が・０．５〜１．０ｍｍである。

【００３４】第１の間隔３１は、振動や衝撃その他の外
力によるシリンダー部３ないしコールドヘッド部４の弾
性変形内でその荷重を支持することができればよい。す
なわち、通常の運転時には、サポート部材２１とコール
ドヘッド部４との接触はなく、シリンダー部３の変形に
よる、シリンダー部３の長さ方向に沿った方向からのコ
ールドヘッド部４の半径方向外方への移動を防止可能と
することができるような間隔とする。また、第２の間隔
３２は、スターリング冷凍機１の運転による冷却作用で
コールドヘッド部４および円盤１１部分の熱収縮があっ
ても支持部２４と円盤１１との接触が起こらないような
間隔とする。さらに、たとえば、コールドヘッド部４お
よび円盤１１が銅製で、熱伝導率が良好であるのに対し
て、サポート部材２１（支持部２４）部分はステンレス
製で、熱伝導率は銅より小さいものとする。

【００３５】こうした構成の極冷温冷凍機の荷重支持装
置２０において、スターリング冷凍機１の運転によりデ
ィスプレーサー２６がシリンダー部３内を往復動する
が、運転中に外力が作用して、高温超電導フィルター８
および低ノイズ増幅器９付きのコールドヘッド部４ない
しシリンダー部３がその軸方向（長さ方向）から倒れる
ように変形しようとしても、すなわち、円周のいずれか
の方向に向かって（遠心方向に）変形しようとしても、
サポート部材２１の支持部２４が外方からこのコールド
ヘッド部４部分を押さえることになり、これ以上の変形
を防止する。つまり、コールドヘッド部４付きのシリン
ダー部３は、その弾性変形の範囲内で支持部２４により
その荷重を支持されることになるので、振動あるいは衝
撃などによる外力によっても破損することを防止され、
ディスプレーサー２６の往復動を保障され、その冷凍機
能を維持することができる。

【００３６】また、シリンダー部３が遠心方向に変形し
て上述のようにコールドヘッド部４と支持部２４とが接
触しても、この接触の間だけに熱接触が行われることに
なるので、サポート部材２１を介しての熱侵入量を極力
抑えることができる。

【００３７】とくに図２に示すように、スターリング冷
凍機１が水平方向に片持ち式に配置されているような場
合には、シリンダー部３には変形方向に重力が作用する
ことになるので、外力の作用があれば、図１に示した垂
直方向に配置されている場合より、さらに変形しやすい
が、上述のような荷重支持装置２０のサポート部材２１
によって、その変形の程度を最小に抑えることができ
る。

【００３８】図４は、本発明の第２の実施の形態による
極冷温冷凍機の荷重支持装置４０を装備したスターリン
グ冷凍機１の一部破断概略説明図であって、荷重支持装
置４０におけるサポート部材４１は、前記円筒形状本体
２２の固定部２３に相当するフランジ部４２を形成し、
このフランジ部４２を取付けボルト４３によりヘッドハ
ウジング部２の上面に固定する。

【００３９】図５は、フランジ部４２における取付けボ
ルト４３部分の一部破断断面図であって、ボルト取付け
孔４４が貫通状態ではないときに、取付けボルト４３に
貫通孔部４５を形成し、ボルト取付け孔４４の空気溜ま
りから空気が漏れて真空容器５（図５中仮想線）内の真
空度が低下することを防止する。なお、図５に一点鎖線
で示すように、真空容器５の下方部がボルト取付け孔４
４より下方部に位置する場合には、ボルト取付け孔４４
自体を貫通状態とし、その空気溜まりから空気が漏れて
真空容器５内の真空度が低下することを防止する。

【００４０】図６ないし図１０に、本発明の極冷温冷凍
機の荷重支持装置におけるサポート部材の典型例を示
す。図６は、第１の実施の形態による極冷温冷凍機の荷
重支持装置２０（図１、図２、図３）において使用した
サポート部材２１の斜視図である。図７は、第２の実施
の形態による極低温冷凍機の荷重支持装置４０（図４、
図５）において使用したサポート部材４１の斜視図であ
る。図６および図７の上部（支持部２４）が肉厚タイプ
であるサポート部材２１、４１は、輻射による熱侵入に
対して有利であり、同じ肉厚であれば、強度を大きくす
ることができる。図８は、サポート部材２１をさらに単
純化したサポート部材４６の斜視図であって、サポート
部材４６は、これを単なる円筒形状として、構造を簡素
化することができる。このストレートタイプのサポート
部材４６によれば、その内径を図６のサポート部材２１
あるいは図７のサポート部材４１より小さくすることが
でき、したがって、同じ肉厚であれば、断面積が小さく
なって、熱侵入量をより小さくすることができる。

【００４１】図９は、他のサポート部材４７を示す斜視
図であって、サポート部材４７は、サポート部材２１
（図６）の円周部を等角度間隔に切り欠いて、たとえば
３本のアーム状のサブサポート４８を形成し、その根元
部を固定部２３により一体化している。サブサポート４
８の先端部の支持部２４に相当する支持部４９がスター
リング冷凍機１のコールドヘッド部４に当接可能として
その荷重を支持することになる。こうしたサポート部材
４７をたとえば荷重支持装置２０に採用することによ
り、コールドヘッド部４を囲む円周位置に配置した複数
個のサブサポート４８からサポート部材４７を形成し
て、その重量を軽くし、荷重支持装置２０全体の軽量化
を図ることができる。

【００４２】図１０は、さらに他のサポート部材５０の
斜視図であり、サポート部材５０は、独立したサブサポ
ート４８（たとえば３本）を円周位置に等角度間隔で配
列して、これを構成したものである。こうしたサポート
部材５０をたとえば荷重支持装置２０に採用することに
より、さらにサポート部材４７の重量を軽くし、荷重支
持装置２０全体の軽量化を図ることができる。

【００４３】つぎに図１１は、本発明の第３の実施の形
態による極冷温冷凍機の荷重支持装置６０の要部断面図
であって、荷重支持装置６０においては、たとえばサポ
ート部材２１の支持部２４の円周部に複数本の調節ネジ
６１を設けている。それぞれの調節ネジ６１がネジ孔６
２を貫通して、コールドヘッド部４の外周面に外方から
当接可能としている。

【００４４】図１２は、調節ネジ６１の取付け位置を示
す平面説明図であって、調節ネジ６１は、たとえばサポ
ート部材２１の円周部に好ましくは等角度間隔で、３個
所（図中仮想線）あるいは４個所（図中一点鎖線）にコ
ールドヘッド部４の外周部に当接可能にこれを設けて、
コールドヘッド部４の円周位置において任意の突出状態
とし、コールドヘッド部４の外周との間隔を調節可能と
している。調節ネジ６１の材質としては、ＦＲＰあるい
はプラスチック製の円錐状の先端部を持つものが好まし
く、チタンあるいはステンレス材のものも採用可能であ
る。

【００４５】こうした構成の極低温冷凍機の荷重支持装
置６０において、図１１に示すようにスターリング冷凍
機１を水平置きの場合、常温では、たとえばすべての調
節ネジ６１がコールドヘッド部４に接触しているように
調節しておき、冷凍運転による熱収縮でわずかな間隔
（第１の間隔３１、図３）を形成可能とする。あるい
は、スターリング冷凍機１の設置場所ないし設置状況に
応じて調節ネジ６１による円周方向における荷重支持の
程度を任意に調節可能とすることができる。また、水平
置きの場合には、スターリング冷凍機１におけるコール
ドヘッド部４のどこが下側に位置していても、当該下側
における調節ネジ６１を調節することにより、水平時の
外力に対抗して調節ネジ６１からの上方向の荷重支持力
を得ることができる。

【００４６】図１３は、シリンダー部３およびコールド
ヘッド部４が下方向に収縮、あるいは、たわんだ状態を
誇張して示す概略説明図であって、下側に位置する調節
ネジ６１を上側に位置する調節ネジ６１より大きくコー
ルドヘッド部４側に突出させておくことにより、これ以
上のたわみを阻止するとともに、コールドヘッド部４と
調節ネジ６１との接触部が調節ネジ６１の先端部である
ので、接触面積を極力小さくして、この接触部からの熱
侵入量を最小限に抑えることができる。

【００４７】もちろん、図６ないし図１０のいずれかの
サポート部材２１、４１、４６、４７、５０に調節ネジ
６１を設けるようにすることもできる。また、コールド
ヘッド部３に対向するネジないし突出部としても、これ
を突出形状としただけでその突出量を調節しないタイプ
であってもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ヘッドハ
ウジング部から延ばしたサポート部材の先端部をコール
ドヘッド部の外周面に当接可能として、その荷重による
たわみを防止可能としたので、スターリング冷凍機その
他の極低温冷凍機の冷凍能力を低下させることなく、極
低温冷凍機への熱侵入量を極力抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による荷重支持装置
２０を装備したスターリング冷凍機１（極冷温冷凍機）
を縦置き（垂直置き）した場合の一部破断概略説明図で
ある。

【図２】同、荷重支持装置２０を装備したスターリング
冷凍機１を横置き（水平置き）した場合の一部破断概略
説明図である。

【図３】同、荷重支持装置２０の要部拡大断面図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態による荷重支持装置
４０を装備したスターリング冷凍機１の一部破断概略説
明図である。

【図５】同、フランジ部４２における取付けボルト４３
部分の一部破断断面図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態による荷重支持装置
２０（図１、図２、図３）において使用したサポート部
材２１の斜視図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態による荷重支持装置
４０（図４、図５）において使用したサポート部材４１
の斜視図である。

【図８】本発明におけるサポート部材をさらに単純化し
たサポート部材４６の斜視図である。

【図９】同、他のサポート部材４７を示す斜視図であ
る。

【図１０】同、さらに他のサポート部材５０の斜視図で
ある。

【図１１】本発明の第３の実施の形態による荷重支持装
置６０の要部断面図である。

【図１２】同、調節ネジ６１の取付け位置を示す平面説
明図である。

【図１３】同、シリンダー部３およびコールドヘッド部
４が下方向に収縮、あるいは、たわんだ状態を誇張して
示す概略説明図である。

【図１４】従来からのスターリング冷凍機１の概略説明
図である。

【図１５】同、スターリング冷凍機１を横置き（水平置
き）した場合の概略説明図である。

【図１６】同、移動体通信用の基地局７を示す概略説明
図である。

【図１７】同、熱伝導性の良好な銅製材料などによる円
盤１１を介して高温超電導フィルター８および低ノイズ
増幅器９をスターリング冷凍機１のコールドヘッド部４
に熱接触させた概略説明図である。

【図１８】同、スターリング冷凍機１を横置き（水平置
き）した場合の概略説明図である。

【図１９】同、シリンダー部３のたわみなど諸問題を解
消すべく考えられた工夫の一例によるスターリング冷凍
機１２を示す一部破断概略説明図である。

【図２０】同、他の例によるスターリング冷凍機１４を
示す概略説明図である。

【図２１】同、さらに他の例によるスターリング冷凍機
１５を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１ スターリング冷凍機（極冷温冷凍機） ２ ヘッドハウジング部 ３ シリンダー部 ４ コールドヘッド部 ５ 真空容器 ６ 赤外線検出センサー（被冷却物） ７ 移動体通信用の基地局（図１６） ８ 移動体通信用の基地局７の高温超電導フィルター
（被冷却物） ９ 移動体通信用の基地局７の低ノイズ増幅器（被冷却
物） １０ 移動体通信用の基地局７のアンテナ １１ 銅製の円盤 １２ スターリング冷凍機（図１９） １３ シリンダー部 １４ スターリング冷凍機（図２０） １５ スターリング冷凍機（図２１） １６ サポートシリンダー ２０ 極冷温冷凍機の荷重支持装置（第１の実施の形
態、図１） ２１ 円筒形状のサポート部材 ２２ サポート部材２１の円筒形状本体 ２３ サポート部材２１の固定部 ２４ サポート部材２１の支持部 ２５ 溶接部 ２６ ディスプレーサー（図３） ２７ シールリング ２８ 蓄冷材 ２９ ディスプレーサースプリング ３０ 取付けボルト ３１ サポート部材２１の支持部２４とコールドヘッド
部４との間の第１の間隔 ３２ サポート部材２１の支持部２４と円盤１１との間
の第２の間隔 ４０ 極低温冷凍機の荷重支持装置（第２の実施の形
態、図４） ４１ サポート部材 ４２ フランジ部 ４３ 取付けボルト ４４ ボルト取付け孔 ４５ 取付けボルト４３に形成した貫通孔部（図５） ４６ サポート部材（図８） ４７ サポート部材（図９） ４８ 複数本のアーム状のサブサポート ４９ 支持部 ５０ サポート部材（図１０） ６０ 極低温冷凍機の荷重支持装置（第３の実施の形
態、図１１） ６１ 調節ネジ ６２ ネジ孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッドハウジング部と、このヘッドハ
   ウジング部に取り付けたシリンダー部と、このシリンダ
   ー部の端部に取り付けるとともに被冷却物に熱接触させ
   るコールドヘッド部と、を有する極低温冷凍機の荷重支
   持装置であって、 前記コールドヘッド部の外周部に位置して前記コールド
   ヘッド部との間にわずかな間隔をあけてあるとともに、
   前記コールドヘッドの半径方向外方への移動によりこの
   コールドヘッド部と接触してそれ以上の移動を阻止可能
   としたサポート部材を設け、 前記シリンダー部の変形による、前記シリンダー部の長
   さ方向に沿った方向からの前記コールドヘッド部の移動
   を防止可能としたことを特徴とする極低温冷凍機の荷重
   支持装置。
2. 【請求項２】 前記サポート部材は、前記シリンダー
   部には接触せずに前記ヘッドハウジング部にその端部を
   固定してあることを特徴とする請求項１記載の極低温冷
   凍機の荷重支持装置。
3. 【請求項３】 前記サポート部材は、 前記コールドヘッド部に対向する支持部と、 前記ヘッドハウジング部に固定する固定部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の極低温冷凍機の荷重支
   持装置。
4. 【請求項４】 前記サポート部材は、前記シリンダー
   部および前記コールドヘッド部を囲む円筒形状にこれを
   形成したことを特徴とする請求項１記載の極低温冷凍機
   の荷重支持装置。
5. 【請求項５】 前記サポート部材は、前記シリンダー
   部および前記コールドヘッド部を囲む円周位置に配置し
   た複数個のサブサポートからこれを形成したことを特徴
   とする請求項１記載の極低温冷凍機の荷重支持装置。
6. 【請求項６】 前記サポート部材の熱伝導率は、前記
   コールドヘッド部の熱伝導率より小さいことを特徴とす
   る請求項１記載の極低温冷凍機の荷重支持装置。
7. 【請求項７】 前記サポート部材に、前記コールドヘ
   ッド部との間隔を調節可能な調節ネジを設けたことを特
   徴とする請求項１記載の極低温冷凍機の荷重支持装置。
8. 【請求項８】 前記被冷却物は、移動体通信用の基地
   局における高温超電導フィルターおよび低ノイズ増幅器
   であることを特徴とする請求項１記載の極低温冷凍機の
   荷重支持装置。