JP2003287302A - Piston head structure of drive compressor in refrigerator - Google Patents

Piston head structure of drive compressor in refrigerator

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JP2003287302A
JP2003287302A JP2002089177A JP2002089177A JP2003287302A JP 2003287302 A JP2003287302 A JP 2003287302A JP 2002089177 A JP2002089177 A JP 2002089177A JP 2002089177 A JP2002089177 A JP 2002089177A JP 2003287302 A JP2003287302 A JP 2003287302A
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Japan
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piston
cylinder
cover
refrigerator
head structure
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JP2002089177A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Ikuta
義貴 生田
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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    • 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
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/001Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston head structure of a drive compressor in a refrigerator capable of extending service lives of a stirling refrigerator and other refrigerators by facilitating adjusting work between a cylinder 6 and a piston 7, bringing an interval between the cylinder and the piston close to a non-contact seal being an ideal state, reducing required values of parts accuracy and assembly accuracy, and reducing the number of parts whose sizes are to be controlled. <P>SOLUTION: In the case that the piston head 8 part of the piston 7 is divided into a piston rod 41 and a piston cover 42, the piston head 8 of the piston 7 is divided into the piston rod 41 extending in a reciprocating motion direction and the piston cover 42 positioned between the piston rod 41 and the cylinder 6 and stored in the cylinder 6, so that the positions of the piston cover 42 and piston rod 41 can be mutually adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】本発明は冷凍機における駆動
圧縮機のピストンヘッド構造にかかるもので、とくにガ
ス圧縮機などによる駆動圧縮機を備えてコールドヘッド
に冷凍を発生させるスターリング冷凍機やパルス管冷凍
機その他の冷凍機における駆動圧縮機のピストンヘッド
構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston head structure of a drive compressor in a refrigerator, and in particular, a Stirling refrigerator or a pulse tube equipped with a drive compressor such as a gas compressor to generate refrigeration in a cold head. The present invention relates to a piston head structure of a drive compressor in a refrigerator and other refrigerators.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の冷凍機について、スターリング冷
凍機を例に取って図3にもとづき概説する。図3は、ス
ターリング冷凍機1の概略断面図であって、スターリン
グ冷凍機1は、ガス圧縮機2(駆動圧縮機)と、コール
ドヘッド3と、を有する。
2. Description of the Related Art A conventional refrigerator will be outlined with reference to FIG. 3, taking a Stirling refrigerator as an example. FIG. 3 is a schematic sectional view of the Stirling refrigerator 1. The Stirling refrigerator 1 has a gas compressor 2 (driving compressor) and a cold head 3.

【0003】ガス圧縮機2は、コールドヘッド3への冷
媒の圧縮供給作用および吸収膨張作用を行ってコールド
ヘッド3において冷凍を発生させるためのもので、圧力
容器からなる圧縮機ケース4と、そのケースカバー5
と、を有する。圧縮機ケース4の内部にシリンダー6を
固定し、シリンダー6内をピストン7が往復運動を行
う。なおガス圧縮機2は、中心線Cに対して図中左右対
称な構造を有し、図3にはその半分のみを描いてある
(以下、各図において同様)。
The gas compressor 2 is for generating a refrigeration in the cold head 3 by performing a compression supply operation and a suction expansion operation of the refrigerant to the cold head 3, and a compressor case 4 composed of a pressure vessel, and the compressor case 4. Case cover 5
And. The cylinder 6 is fixed inside the compressor case 4, and the piston 7 reciprocates in the cylinder 6. The gas compressor 2 has a structure symmetrical with respect to the center line C in the drawing, and only half of the structure is shown in FIG. 3 (hereinafter, the same applies to each drawing).

【0004】ピストン7は、シリンダー6内部に位置す
るピストンヘッド8と、このピストンヘッド8から軸方
向すなわち往復運動の方向に延びる板バネ取付け部9
と、からこれを構成する。板バネ取付け部9の中間部お
よびカバー側端部において円形の板バネ10の中心部に
固定ボルト11により板バネ取付け部9を固定する。
The piston 7 has a piston head 8 located inside the cylinder 6, and a leaf spring mounting portion 9 extending from the piston head 8 in the axial direction, that is, in the reciprocating direction.
And, this is constructed from. The leaf spring attaching portion 9 is fixed to the center portion of the circular leaf spring 10 at the middle portion of the leaf spring attaching portion 9 and the end portion on the cover side with the fixing bolt 11.

【0005】シリンダー6には、二重円筒形状のヨーク
12を取付けボルト13により固定し、その内方に円筒
形状の永久磁石14を取り付けてある。この永久磁石1
4の内方に円環状の電磁コイル15を位置させ、電磁コ
イル15をピストン7の板バネ取付け部9に取り付け
る。ヨーク12、永久磁石14および電磁コイル15に
よりリニアモーター16を構成する。さらに、ヨーク1
2の二個所において取付けボルト17により板バネ10
を固定する。
A double-cylindrical yoke 12 is fixed to the cylinder 6 with mounting bolts 13, and a cylindrical permanent magnet 14 is mounted inside thereof. This permanent magnet 1
An annular electromagnetic coil 15 is located inside 4 and the electromagnetic coil 15 is attached to the leaf spring attachment portion 9 of the piston 7. A linear motor 16 is composed of the yoke 12, the permanent magnet 14 and the electromagnetic coil 15. In addition, York 1
The leaf springs 10 are attached at two positions of 2 by the mounting bolts 17.
To fix.

【0006】ピストン7のピストンヘッド8とシリンダ
ー6との間には、圧縮膨張室18を形成し、左右のシリ
ンダー6の間に、ヘリウムガスなどの冷媒のガス流路1
9を形成し、ガス流路19はガス供給管20を介してコ
ールドヘッド3に連通している。
A compression / expansion chamber 18 is formed between the piston head 8 of the piston 7 and the cylinder 6, and a gas flow path 1 for a refrigerant such as helium gas is provided between the left and right cylinders 6.
9 is formed, and the gas flow path 19 communicates with the cold head 3 via the gas supply pipe 20.

【0007】コールドヘッド3は、シリンダー21と、
蓄冷材22を収容したディスプレーサー23(ピスト
ン)と、バネ材24と、を有し、それぞれの位相をずら
せた冷媒の供給(圧縮膨張)およびディスプレーサー2
3の往復動にともなって逆スターリングサイクルを実行
し、冷凍を発生する。
The cold head 3 includes a cylinder 21 and
A displacer 23 (piston) accommodating the cold storage material 22 and a spring material 24 are provided, and the refrigerant is supplied (compressed and expanded) and the displacer 2 is out of phase with each other.
With the reciprocating movement of 3, the reverse Stirling cycle is executed to generate refrigeration.

【0008】すなわち、電磁コイル15に所定周波数の
交流電流を流すことにより、およびリニアモーター16
と共振系を形成している板バネ10の弾性反発力によ
り、永久磁石14および電磁コイル15を相対的に軸方
向に駆動することによってピストン7およびシリンダー
6の相対運動を発生させ、圧縮膨張室18内の冷媒の圧
力を上下させ、ガス流路91からガス供給管20を介し
てコールドヘッド3側に冷媒の圧力変化を所定のタイミ
ングで供給し、コールドヘッド3に冷凍を発生させる。
That is, by passing an alternating current of a predetermined frequency through the electromagnetic coil 15, and by the linear motor 16
The permanent repulsion of the permanent magnet 14 and the electromagnetic coil 15 in the axial direction is caused by the elastic repulsive force of the leaf spring 10 forming a resonance system to generate the relative movement of the piston 7 and the cylinder 6, and the compression expansion chamber The pressure of the refrigerant in 18 is raised and lowered, and the pressure change of the refrigerant is supplied from the gas flow passage 91 to the cold head 3 side through the gas supply pipe 20 at a predetermined timing to cause the cold head 3 to freeze.

【0009】こうした構成のスターリング冷凍機1にお
いて、シリンダー6のシリンダー内周壁面6Aと、ピス
トン7(ピストンヘッド8)のピストン外周壁面7Aと
は、理想状態では、ガス圧縮機2の耐久性ないし機械寿
命の点からは非接触とすることが望ましい。しかしなが
ら、現実には、部品加工精度および組み立て精度などの
理由から、ピストン7の中心線7Cとシリンダー6の中
心線6Cとが必ずしも一致するものではなく、理想的な
非接触状態にすることはできないという問題がある。し
たがって、部品精度および組み立て精度の要求値に応じ
て加工および組み立てを行うとともに、寸法を管理すべ
き部品を多くして、理想状態に近づけようとしている
が、管理の複雑化およびコストの上昇を避けることがで
きないという問題がある。しかも、板バネ10およびピ
ストン7部分を組み立てたのちに、シリンダー6内にピ
ストン7を差し入れて、その摺動状態を確認する必要が
あるために、シリンダー6とピストン7との間のシール
性の調整の手間が増加するという問題がある。
In the Stirling refrigerator 1 having such a structure, the cylinder inner peripheral wall surface 6A of the cylinder 6 and the piston outer peripheral wall surface 7A of the piston 7 (piston head 8) are ideal in durability and mechanical strength of the gas compressor 2. From the viewpoint of life, it is desirable to make it non-contact. However, in reality, the center line 7C of the piston 7 and the center line 6C of the cylinder 6 do not necessarily coincide with each other due to reasons such as part processing accuracy and assembly accuracy, and an ideal non-contact state cannot be achieved. There is a problem. Therefore, while processing and assembling according to the required values of component accuracy and assembly accuracy, and trying to approach the ideal state by increasing the number of parts whose dimensions should be controlled, avoiding complicated management and increased costs. There is a problem that you can not. In addition, after assembling the leaf spring 10 and the piston 7 portion, it is necessary to insert the piston 7 into the cylinder 6 and check the sliding state thereof, so that the sealing property between the cylinder 6 and the piston 7 is improved. There is a problem that the effort of adjustment increases.

【0010】なお、ガス圧縮機2の駆動タイプとして
は、図3のように固定状態のシリンダー6に対してピス
トン7を相対的に移動させるピストン駆動型と、固定状
態のピストン7に対してシリンダー6を移動させるシリ
ンダー駆動型とがあり、図4は、シリンダー駆動型を示
す。
As the drive type of the gas compressor 2, as shown in FIG. 3, a piston drive type in which the piston 7 is relatively moved with respect to the fixed cylinder 6 and a cylinder with respect to the fixed piston 7 are used. There is a cylinder drive type for moving 6 and FIG. 4 shows a cylinder drive type.

【0011】すなわち、図4は、従来のシリンダー駆動
型のスターリング冷凍機30の概略断面図であって、図
3のスターリング冷凍機1と同様の部分には、同一の符
号を付して説明する。このスターリング冷凍機30で
は、板バネ10の中央部に固定ボルト11により円筒状
のシリンダー31を取り付けて、軸方向に駆動可能と
し、そのシリンダーヘッド32とピストン7(ピストン
ヘッド8)との間に圧縮膨張室18を形成している。さ
らに、ピストン7の中心軸部に形成したガス流路19の
一部と圧縮膨張室18とを連通している。
That is, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a conventional cylinder drive type Stirling refrigerator 30. The same parts as those of the Stirling refrigerator 1 of FIG. . In this Stirling refrigerator 30, a cylindrical cylinder 31 is attached to the central portion of the leaf spring 10 by a fixing bolt 11 so as to be axially drivable, and between the cylinder head 32 and the piston 7 (piston head 8). A compression / expansion chamber 18 is formed. Further, a part of the gas flow passage 19 formed in the central shaft portion of the piston 7 and the compression / expansion chamber 18 are communicated with each other.

【0012】ピストン7は、その板バネ取付け部9を取
付けボルト33により圧縮機ケース4に取り付けて、固
定状態としている。
The plate spring mounting portion 9 of the piston 7 is fixed to the compressor case 4 by the mounting bolts 33.

【0013】こうした構成のスターリング冷凍機30に
おいて、リニアモーター16および板バネ10の作用に
より、シリンダー31をピストン7に対して往復運動す
るように駆動し、コールドヘッド3に周期的に冷媒ガス
を供給可能としている。しかしながら、ピストン7の中
心線7Cとシリンダー31の中心線31Cとを一致さ
せ、圧縮膨張室18の密閉性を所定レベルに保持したシ
ール状態で、ピストン7のピストン外周壁面7Aとシリ
ンダー31のシリンダー内周壁面31Aとの間の理想的
な非接触状態を可能な限り実現するためには、図3のス
ターリング冷凍機1と同様の部品加工、部品管理および
調整作業が必要であるという問題がある。
In the Stirling refrigerator 30 having such a structure, the cylinder 31 is driven by the action of the linear motor 16 and the leaf spring 10 so as to reciprocate with respect to the piston 7, and the refrigerant gas is periodically supplied to the cold head 3. It is possible. However, in a sealed state in which the center line 7C of the piston 7 and the center line 31C of the cylinder 31 are aligned and the hermeticity of the compression / expansion chamber 18 is maintained at a predetermined level, the piston outer peripheral wall surface 7A of the piston 7 and the cylinder 31 of the cylinder 31 In order to realize the ideal non-contact state with the peripheral wall surface 31A as much as possible, there is a problem that the same parts machining, parts management, and adjustment work as those of the Stirling refrigerator 1 in FIG. 3 are necessary.

【0014】[0014]

【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、シリンダーとピスト
ンとの間を理想状態である非接触シールに近づけること
ができるようにした冷凍機における駆動圧縮機のピスト
ンヘッド構造を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and relates to a refrigerator in which a non-contact seal, which is an ideal state, can be provided between a cylinder and a piston. An object is to provide a piston head structure for a drive compressor.

【0015】また本発明は、シリンダーとピストンとの
間の調整作業を容易とすることができる冷凍機における
駆動圧縮機のピストンヘッド構造を提供することを課題
とする。
Another object of the present invention is to provide a piston head structure of a drive compressor in a refrigerator, which can facilitate adjustment work between a cylinder and a piston.

【0016】また本発明は、部品精度および組み立て精
度の要求値を低減することができる冷凍機における駆動
圧縮機のピストンヘッド構造を提供することを課題とす
る。
Another object of the present invention is to provide a piston head structure of a drive compressor in a refrigerator, which can reduce the required values of component accuracy and assembly accuracy.

【0017】また本発明は、寸法を管理すべき部品の点
数を減らすことができる冷凍機における駆動圧縮機のピ
ストンヘッド構造を提供することを課題とする。
It is another object of the present invention to provide a piston head structure for a drive compressor in a refrigerator, which can reduce the number of parts whose dimensions must be controlled.

【0018】また本発明は、スターリング冷凍機その他
の冷凍機の寿命を延ばすことができる冷凍機における駆
動圧縮機のピストンヘッド構造を提供することを課題と
する。
Another object of the present invention is to provide a piston head structure of a drive compressor in a refrigerator that can extend the life of a Stirling refrigerator and other refrigerators.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ピス
トンのピストンヘッド部分をピストンロッドとピストン
カバーとに分割し、このピストンカバーおよびピストン
ロッドを互いに位置調整可能としたことに着目したもの
で、永久磁石および電磁コイルを有するリニアモーター
と、このリニアモーターにより、そのいずれか一方を駆
動するシリンダーおよびピストンと、このリニアモータ
ーと共振系を構成する板バネと、を有し、上記シリンダ
ーあるいはピストンのいずれか一方を往復運動させて冷
媒の圧縮および膨張を行うことにより冷凍を発生する冷
凍機における駆動圧縮機のピストンヘッド構造であっ
て、上記ピストンのピストンヘッドを、上記往復運動の
方向に延びるピストンロッドと、このピストンロッドと
上記シリンダーとの間に位置して上記シリンダー内に収
容するピストンカバーと、に分割し、このピストンカバ
ーおよびピストンロッドを互いに位置調整可能としたこ
とを特徴とする冷凍機における駆動圧縮機のピストンヘ
ッド構造である。
That is, the present invention focuses on the fact that the piston head portion of the piston is divided into a piston rod and a piston cover, and the positions of the piston cover and the piston rod can be adjusted relative to each other. A linear motor having a permanent magnet and an electromagnetic coil, a cylinder and a piston that drive one of them with the linear motor, and a leaf spring that forms a resonance system with the linear motor. A piston head structure of a drive compressor in a refrigerator that generates refrigeration by reciprocating one of them to perform compression and expansion of a refrigerant, wherein the piston head of the piston extends in the direction of the reciprocating motion. Rod, this piston rod and the cylinder Located divided into a piston cover housed in the cylinder, a piston head structure driven compressor in the refrigerator, characterized in that the possible alignment with each other the piston cover and the piston rod.

【0020】上記ピストンロッドの外径より上記ピスト
ンカバーの内径をわずかに大きく形成していることがで
きる。
The inside diameter of the piston cover may be slightly larger than the outside diameter of the piston rod.

【0021】上記ピストンカバーは、上記冷媒の圧縮膨
張室に臨む頭部と、上記往復運動の方向に延びる円筒部
と、を有し、この頭部にボルト貫通孔を形成して、この
ピストンカバーを上記ピストンロッドに固定するための
固定ボルトを挿通可能とするとともに、この固定ボルト
と上記ボルト貫通孔との間に上記ピストンカバーの上記
往復運動の方向に直角な方向にわずかな間隙を形成し
て、上記ピストンロッドおよび上記ピストンカバーの相
対的な位置調整を可能としていることができる。
The piston cover has a head portion facing the compression and expansion chamber of the refrigerant and a cylindrical portion extending in the direction of the reciprocating motion. Bolt through holes are formed in the head portion to form the piston cover. A fixing bolt for fixing the piston rod to the piston rod, and a small gap is formed between the fixing bolt and the bolt through hole in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the piston cover. Thus, the relative positions of the piston rod and the piston cover can be adjusted.

【0022】本発明による上記ピストンヘッド構造は、
ピストン駆動型あるいはシリンダー駆動型のいずれにも
適用可能である。
The piston head structure according to the present invention is
It can be applied to either a piston drive type or a cylinder drive type.

【0023】本発明による冷凍機における駆動圧縮機の
ピストンヘッド構造においては、ピストンのピストンヘ
ッド部分をピストンロッドとピストンカバーとに分割
し、このピストンカバーおよびピストンロッドを互いに
位置調整可能としたので、固定側のシリンダーあるいは
ピストンの中心軸線と、可動側のピストンあるいはシリ
ンダーの中心軸線とを互いに独立に調整したのち、シリ
ンダーおよびピストンをはめ合わせるように組み立てる
ことができる。したがって、シリンダー側およびピスト
ン側についてそれぞれの部分を組み立ててからシリンダ
ーおよびピストンをはめ合わせてその接触状態を調整し
てゆくという従来の調整作業を行う必要がなくなり、部
品加工精度および組み立て精度画それほど要請されるこ
となく、容易かつ低コストで組み立て作業を行うことが
できる。
In the piston head structure of the drive compressor in the refrigerator according to the present invention, the piston head portion of the piston is divided into the piston rod and the piston cover, and the positions of the piston cover and the piston rod can be adjusted relative to each other. After adjusting the center axis of the fixed side cylinder or piston and the center axis of the movable side piston or cylinder independently of each other, the cylinder and the piston can be assembled so as to be fitted to each other. Therefore, it is not necessary to perform the conventional adjustment work of assembling the respective parts on the cylinder side and the piston side and then adjusting the contact state by fitting the cylinder and piston together. Assembling work can be performed easily and at low cost without being damaged.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第1の実施の形態
による冷凍機における駆動圧縮機のピストンヘッド構造
40を図1にもとづき説明する。ただし、図3および図
4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、図3の場合と同様の、ピストン駆動
型のスターリング冷凍機1およびそのピストンヘッド構
造40を示す概略断面図であって、ピストンヘッド構造
40においては、ピストン7のピストンヘッド8を、ピ
ストンロッド41と、ピストンカバー42と、に分割す
る。ピストンロッド41には、ボルト穴43を形成す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, a piston head structure 40 of a drive compressor in a refrigerator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the same parts as those in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a piston-driven Stirling refrigerator 1 and a piston head structure 40 thereof similar to the case of FIG. 3, and in the piston head structure 40, the piston head 8 of the piston 7 is It is divided into a piston rod 41 and a piston cover 42. Bolt holes 43 are formed in the piston rod 41.

【0025】ピストンカバー42は、冷媒の前記圧縮膨
張室に臨む頭部42Aと、往復運動の方向に延びる円筒
部42Bと、を有する。このピストンカバー42の頭部
42Aにボルト貫通孔44を形成して、ピストンカバー
42をピストンロッド41に固定するための固定ボルト
45を挿通可能とする。この固定ボルト45とボルト貫
通孔44との間に、ピストンカバー42(ピストンロッ
ド41)の往復運動の方向に直角な方向に第1のわずか
な間隙46を形成している。
The piston cover 42 has a head portion 42A which faces the compression and expansion chamber of the refrigerant and a cylindrical portion 42B which extends in the reciprocating direction. A bolt through hole 44 is formed in the head portion 42A of the piston cover 42 so that a fixing bolt 45 for fixing the piston cover 42 to the piston rod 41 can be inserted. A first slight gap 46 is formed between the fixing bolt 45 and the bolt through hole 44 in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the piston cover 42 (piston rod 41).

【0026】さらに、ピストンロッド41の外径41D
よりピストンカバー42(円筒部42B)の内径42D
をわずかに大きく形成して、第2のわずかな間隙47を
設けている。
Further, the outer diameter 41D of the piston rod 41
Than the inner diameter 42D of the piston cover 42 (cylindrical portion 42B)
Are formed to be slightly larger, and a second slight gap 47 is provided.

【0027】こうした構成のピストンヘッド構造40に
おいて、圧縮機ケース4の中心位置にシリンダー6の中
心線6Cが位置するように、また、シリンダー6のシリ
ンダー内周壁面6Aがこの中心線6Cに同心的に位置す
るように、圧縮機ケース4およびシリンダー6を組み立
てる。一方、ピストン7の板バネ取付け部9を板バネ1
0に取り付けるとともに、ピストン7の中心線7Cがシ
リンダー6の中心線6Cに一致するように、また、ピス
トン7(ピストンカバー42の円筒部42B)のピスト
ン外周壁面42Cがこの中心線7Cに同心的に位置する
ように、第1のわずかな間隙46および第2のわずかな
間隙47の部分でピストンロッド41およびピストンカ
バー42を往復運動方向とは直角な方向に互いに位置調
整して固定ボルト45で固定する。
In the piston head structure 40 having such a structure, the center line 6C of the cylinder 6 is located at the center position of the compressor case 4, and the cylinder inner peripheral wall surface 6A of the cylinder 6 is concentric with the center line 6C. Assemble the compressor case 4 and the cylinder 6 so that they are located at. On the other hand, the leaf spring mounting portion 9 of the piston 7 is attached to the leaf spring 1
0 so that the center line 7C of the piston 7 coincides with the center line 6C of the cylinder 6, and the piston outer peripheral wall surface 42C of the piston 7 (cylindrical portion 42B of the piston cover 42) is concentric with the center line 7C. So that the piston rod 41 and the piston cover 42 are aligned with each other in the direction perpendicular to the reciprocating direction at the portions of the first slight gap 46 and the second slight gap 47. Fix it.

【0028】したがって、ピストン7の中心線7Cとシ
リンダー6の中心線6Cとを合わせてシリンダー6にピ
ストン7を組み付け、ピストン7の円筒部42Bのピス
トン外周壁面42Cがシリンダー6のシリンダー内周壁
面6Aとできる限り非接触状態となるようなシール構造
にすることが可能となり、従来のように、シリンダー6
内にピストン7を組み付けてからその接触状態を見て微
調整を繰り返すという面倒な手間がなくなるとともに、
部品精度および組み立て精度の要求値を低減することが
できる。さらにまた、管理寸法部品点数を減らすことも
可能となる。
Therefore, the piston 7 is assembled in the cylinder 6 by aligning the center line 7C of the piston 7 with the center line 6C of the cylinder 6, and the piston outer peripheral wall surface 42C of the cylindrical portion 42B of the piston 7 is the cylinder inner peripheral wall surface 6A of the cylinder 6. It becomes possible to have a seal structure that is in a non-contact state as much as possible.
After assembling the piston 7 in the inside, the troublesome work of repeating the fine adjustment by observing the contact state is eliminated.
It is possible to reduce required values for component accuracy and assembly accuracy. Furthermore, it is possible to reduce the number of control size parts.

【0029】図2は、本発明の第2の実施の形態による
ピストンヘッド構造50を装備した、図4と同様の、シ
リンダー駆動型のスターリング冷凍機30およびそのピ
ストンヘッド構造50を示す概略断面図であって、ピス
トンヘッド構造50においても、上述の第1の実施の形
態によるピストンヘッド構造40(図1)と同様に、ピ
ストン7のピストンヘッド8をピストンロッド41とピ
ストンカバー42と、に分割し、さらに固定ボルト45
とボルト貫通孔44との間に第1のわずかな間隙46を
形成し、ピストンロッド41とピストンカバー42(円
筒部42B)との間に第2のわずかな間隙47を形成し
ている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cylinder drive type Stirling refrigerator 30 and a piston head structure 50 thereof, similar to FIG. 4, equipped with a piston head structure 50 according to a second embodiment of the present invention. Also in the piston head structure 50, the piston head 8 of the piston 7 is divided into a piston rod 41 and a piston cover 42, similarly to the piston head structure 40 (FIG. 1) according to the above-described first embodiment. And further fixing bolt 45
And a bolt through-hole 44, a first slight gap 46 is formed, and a second slight gap 47 is formed between the piston rod 41 and the piston cover 42 (cylindrical portion 42B).

【0030】こうした構成のピストンヘッド構造50に
おいて、圧縮機ケース4の中心位置にピストン7の中心
線7Cが位置するように、また、ピストン外周壁面42
Cがこの中心線7Cに同心的に位置するように、第1の
わずかな間隙46および第2のわずかな間隙47の部分
でピストンロッド41およびピストンカバー42を往復
運動方向とは直角な方向に互いに位置調整して固定ボル
ト45で固定し、圧縮機ケース4およびピストン7を組
み立てる。一方、シリンダー31を板バネ10に取り付
けるとともに、シリンダー31の中心線31Cが板バネ
10の中心に位置するように、また、シリンダー31の
シリンダー内周壁面31Aがこの中心線7Cに同心的に
位置するように、板バネ10およびシリンダー31を組
み立てる。
In the piston head structure 50 having such a structure, the center line 7C of the piston 7 is located at the center position of the compressor case 4, and the piston outer peripheral wall surface 42
In such a manner that C is located concentrically with the center line 7C, the piston rod 41 and the piston cover 42 are moved in a direction perpendicular to the reciprocating direction at the portions of the first slight gap 46 and the second slight gap 47. The compressor case 4 and the piston 7 are assembled by adjusting the position of each other and fixing them with a fixing bolt 45. On the other hand, when the cylinder 31 is attached to the leaf spring 10, the center line 31C of the cylinder 31 is located at the center of the leaf spring 10, and the cylinder inner peripheral wall surface 31A of the cylinder 31 is located concentrically with the center line 7C. The leaf spring 10 and the cylinder 31 are assembled as described above.

【0031】したがって、ピストン7の中心線7Cとシ
リンダー31の中心線31Cとを合わせてシリンダー3
1にピストン7を組み付け、ピストン7の円筒部42B
のピストン外周壁面42Cがシリンダー31のシリンダ
ー内周壁面31Aとできる限り非接触状態となるような
シール構造にすることが可能となり、従来のように、シ
リンダー31内にピストン7を組み付けてからその接触
状態を見て微調整を繰り返すという面倒な手間がなくな
るとともに、部品精度および組み立て精度の要求値を低
減することができる。さらにまた、管理寸法部品点数を
減らすことも可能となる。
Therefore, the center line 7C of the piston 7 and the center line 31C of the cylinder 31 are aligned with each other to form the cylinder 3
1. Assemble the piston 7 to 1 and the cylindrical portion 42B of the piston 7
It is possible to have a seal structure in which the piston outer peripheral wall surface 42C of the cylinder 31 and the cylinder inner peripheral wall surface 31A of the cylinder 31 are in a non-contact state as much as possible. It is possible to eliminate the troublesome work of repeating the fine adjustment while observing the state, and it is possible to reduce the required values of component accuracy and assembly accuracy. Furthermore, it is possible to reduce the number of control size parts.

【0032】なお本発明は、上述のスターリング冷凍機
1(図1)およびスターリング冷凍機30(図2)に適
用可能であるとともに、同様の蓄冷式冷凍機であるパル
スチューブ冷凍機にも応用可能である。
The present invention is applicable not only to the Stirling refrigerator 1 (FIG. 1) and the Stirling refrigerator 30 (FIG. 2) described above, but also to a pulse tube refrigerator which is a similar regenerator. Is.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ピストン
のピストンヘッドをピストンロッドとピストンカバーと
に分割し、互いに位置調節可能としたので、シリンダー
の中心線とピストンの中心線とをできる限り一致させ、
組み立ておよび調整作業の容易化およびコストの低減が
可能となる。
As described above, according to the present invention, the piston head of the piston is divided into the piston rod and the piston cover, and the positions of the piston rod and the piston cover can be adjusted. Therefore, the center line of the cylinder and the center line of the piston can be formed. Match as long as
Assembling and adjusting work can be facilitated and cost can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態によるピストンヘッ
ド構造40を組み込んだピストン駆動型のスターリング
冷凍機1の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a piston driven Stirling refrigerator 1 incorporating a piston head structure 40 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態によるピストンヘッ
ド構造50を組み込んだシリンダー駆動型のスターリン
グ冷凍機30の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a cylinder-driven Stirling refrigerator 30 incorporating a piston head structure 50 according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来のピストン駆動型のスターリング冷凍機1
の概略断面図である。
FIG. 3 is a conventional piston-driven Stirling refrigerator 1.
FIG.

【図4】従来のシリンダー駆動型のスターリング冷凍機
30の概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional cylinder-driven Stirling refrigerator 30.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ピストン駆動型のスターリング冷凍機(図3) 2 ガス圧縮機(駆動圧縮機) 3 コールドヘッド 4 圧縮機ケース 5 ケースカバー 6 シリンダー 6A シリンダー6のシリンダー内周壁面 6C シリンダー6の中心線 7 ピストン 7A ピストン7(ピストンヘッド8)のピストン外周
壁面 7C ピストン7の中心線 8 ピストン7のピストンヘッド 9 ピストン7の板バネ取付け部 10 円形の板バネ 11 固定ボルト 12 ヨーク 13 取付けボルト 14 円筒形状の永久磁石 15 円環状の電磁コイル 16 リニアモーター(ヨーク12、永久磁石14、電
磁コイル15) 17 取付けボルト 18 圧縮膨張室 19 ガス流路 20 ガス供給管 21 シリンダー 22 蓄冷材 23 ディスプレーサー(ピストン) 24 バネ材 30 シリンダー駆動型のスターリング冷凍機(図4) 31 シリンダー 31A シリンダー31のシリンダー内周壁面 31C シリンダー31の中心線 32 シリンダーヘッド 33 取付けボルト 40 ピストン駆動型のスターリング冷凍機1における
駆動圧縮機2のピストンヘッド構造(第1の実施の形
態、図1) 41 ピストンロッド 41D ピストンロッド41の外径 42 ピストンカバー 42A ピストンカバー42の頭部 42B ピストンカバー42の円筒部 42C 円筒部42Bのピストン外周壁面 42D ピストンカバー42(円筒部42B)の内径
(41D<42D) 43 ボルト穴 44 ボルト貫通孔 45 固定ボルト 46 固定ボルト45とボルト貫通孔44との間の第1
のわずかな間隙 47 ピストンロッド41とピストンカバー42(円筒
部42B)との間の第2のわずかな間隙 50 シリンダー駆動型のスターリング冷凍機30にお
ける駆動圧縮機2のピストンヘッド構造(第2の実施の
形態、図2))
1 Piston drive type Stirling refrigerator (Fig. 3) 2 Gas compressor (drive compressor) 3 Cold head 4 Compressor case 5 Case cover 6 Cylinder 6A Cylinder 6 inner wall surface 6C Cylinder 6 center line 7 Piston 7A Piston 7 (piston head 8) piston outer peripheral wall surface 7C Piston 7 center line 8 Piston 7 piston head 9 Piston 7 leaf spring mounting portion 10 Circular leaf spring 11 Fixing bolt 12 Yoke 13 Mounting bolt 14 Cylindrical permanent magnet 15 annular electromagnetic coil 16 linear motor (yoke 12, permanent magnet 14, electromagnetic coil 15) 17 mounting bolt 18 compression / expansion chamber 19 gas passage 20 gas supply pipe 21 cylinder 22 regenerator material 23 displacer (piston) 24 spring material 30 cylinder driven Stirling Freezer (FIG. 4) 31 Cylinder 31A Cylinder inner wall surface 31C Cylinder 31 centerline 32 Cylinder head 33 Mounting bolt 40 Piston drive type piston head structure of drive compressor 2 in Stirling refrigerator 1 (first Embodiment, FIG. 1) 41 piston rod 41D outer diameter 42 of piston rod 41 piston cover 42A head 42B of piston cover 42 cylindrical portion 42C of piston cover 42 piston outer peripheral wall surface 42D of cylindrical portion 42B piston cover 42 (cylindrical portion 42B) Inner diameter (41D <42D) 43 bolt hole 44 bolt through hole 45 fixing bolt 46 first between fixing bolt 45 and bolt through hole 44
A slight gap 47 between the piston rod 41 and the piston cover 42 (cylindrical portion 42B) 50 A piston head structure of the driving compressor 2 in the Stirling refrigerator 30 of the cylinder drive type (second implementation) Form, Figure 2))

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 永久磁石および電磁コイルを有するリ
ニアモーターと、 このリニアモーターにより、そのいずれか一方を駆動す
るシリンダーおよびピストンと、 このリニアモーターと共振系を構成する板バネと、を有
し、 前記シリンダーあるいはピストンのいずれか一方を往復
運動させて冷媒の圧縮および膨張を行うことにより冷凍
を発生する冷凍機における駆動圧縮機のピストンヘッド
構造であって、 前記ピストンのピストンヘッドを、前記往復運動の方向
に延びるピストンロッドと、このピストンロッドと前記
シリンダーとの間に位置して前記シリンダー内に収容す
るピストンカバーと、に分割し、 このピストンカバーおよびピストンロッドを互いに位置
調整可能としたことを特徴とする冷凍機における駆動圧
縮機のピストンヘッド構造。
1. A linear motor having a permanent magnet and an electromagnetic coil; a cylinder and a piston for driving one of the linear motor and the linear motor; and a leaf spring forming a resonance system with the linear motor. A piston head structure of a driving compressor in a refrigerator that generates refrigeration by performing compression and expansion of a refrigerant by reciprocating one of the cylinder or the piston, wherein the piston head of the piston is reciprocated. A piston rod extending in the direction of and a piston cover which is located between the piston rod and the cylinder and is housed in the cylinder, and the piston cover and the piston rod are positionally adjustable with respect to each other. Piston head structure of the drive compressor in the characteristic refrigerator .
【請求項2】 前記ピストンロッドの外径より前記ピ
ストンカバーの内径をわずかに大きく形成していること
を特徴とする請求項1記載の冷凍機における駆動圧縮機
のピストンヘッド構造。
2. The piston head structure for a drive compressor in a refrigerator according to claim 1, wherein an inner diameter of the piston cover is slightly larger than an outer diameter of the piston rod.
【請求項3】 前記ピストンカバーは、前記冷媒の圧
縮膨張室に臨む頭部と、前記往復運動の方向に延びる円
筒部と、を有し、 この頭部にボルト貫通孔を形成して、このピストンカバ
ーを前記ピストンロッドに固定するための固定ボルトを
挿通可能とするとともに、 この固定ボルトと前記ボルト貫通孔との間に前記ピスト
ンカバーの前記往復運動の方向に直角な方向にわずかな
間隙を形成して、前記ピストンロッドおよび前記ピスト
ンカバーの相対的な位置調整を可能としていることを特
徴とする請求項1記載の冷凍機における駆動圧縮機のピ
ストンヘッド構造。
3. The piston cover has a head portion facing the compression and expansion chamber of the refrigerant, and a cylindrical portion extending in the direction of the reciprocating motion, and a bolt through hole is formed in the head portion to form a bolt through hole. A fixing bolt for fixing the piston cover to the piston rod can be inserted, and a small gap is formed between the fixing bolt and the bolt through hole in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the piston cover. The piston head structure of the drive compressor in the refrigerator according to claim 1, wherein the piston head structure of the refrigerator is formed so that relative positions of the piston rod and the piston cover can be adjusted.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052797A (en) * 2010-11-26 2011-05-11 中国科学院上海技术物理研究所 Integrated end cover structure for pushing piston of heat accumulating type refrigerating machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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