JP2003523496A - 空気圧駆動ｇｍ型ディスプレーサを有する低振動冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＧＭ型ディスプレーサは、それが、シリンダエンドキャップとぶつかる前に、行程の底部に達したときに衝撃エネルギーを吸収するエラストマ「Ｏ」リングを高温端部に有する。ディスプレーサが、エキスパンダの内部機構にぶつかる前に行程の頂部に達したときに、他のエラストマ「Ｏ」リングがディスプレーサの運動エネルギーを吸収する。２つの吸収器は共に、周囲温度であるか、あるいは周囲温度に近い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】

本出願は、ＧＭディスプレーサ／蓄熱器における振動の低減に関し、特に、空
気圧駆動ＧＭディスプレーサ／蓄熱器における振動低減に関する。ＧＭ型の低温
冷凍機は、高圧ガス状冷媒を膨張させて極端に低い温度を実現する際の主要な要
素として多段ディスプレーサ／蓄熱器を含む。

【０００２】 様々な空気圧駆動および機械駆動ディスプレーサと、そのようなディスプレー
サの、低温システムにおける動作および低温を実現する際の動作について説明し
た従来技術が数多くある。たとえば、基本的な動作原則は、１９５９年９月２９
日に発行された最初のＧｉｆｆｏｒｄ−ＭｃＭａｈｏｎ（ＧＭ）特許第２９０６
１０１号に記載されている。引用によって本明細書に組み込まれているこの特許
では、ディスプレーサは従来型のクランク機構によってシリンダ内で駆動される
。したがって、連接棒、クランクシャフトなどの補助機器を用いて低温冷凍が行
われ、ディスプレーサが循環的に動作させられる。これらの機械的部品は、多く
の例で望ましくなく、必要なメンテナンスまたは修理間の時間を短くする機械的
振動を発生させる。

【０００３】 本発明者によって１９７１年１１月１６日に発行され、引用によって本明細書
に組み込まれている特許第３６２００２９号は、ディスプレーサの機械的駆動を
空気圧駆動で置き換えた特許である。このような空気圧駆動により、他の設計と
同様にクランク型駆動またはカム型駆動に伴う機械的な問題がほぼ解消され、シ
ステムの動作寿命が延びている。しかし、空気圧駆動ディスプレーサを使用する
ことにより、他の機械的問題、すなわち、騒音および振動が発生する問題が生じ
ている。これらの問題は、冷凍サイクルの熱力学作用にも原因がある。

【０００４】 機械駆動または空気圧駆動ディスプレーサ／エキスパンダにおいて、ディスプ
レーサは、シリンダ内で往復運動するピストンを備えている。ピストンがシリン
ダの「底部」と呼ばれている部分に移動するときは、すきま量がゼロになるか、
できるだけその量に近くなることが熱力学的に望ましい。したがって、ディスプ
レーサの運動が慎重に制御されないかぎり、ディスプレーサピストンとシリンダ
の閉鎖端部とが衝突する恐れがある。このような衝突は騒音および振動を生じさ
せる。またはディスプレーサが逆方向に移動する際、慎重に制御しないかぎり、
ディスプレーサがその行程の「頂部」に来たときに衝突が起こる可能性がある。
さらなる騒音および振動が生成される。（「頂部」、「底部」、「上方」、「下
方」などの語の使用は、必ずしも物理的な向きを示すものではない。あらゆる向
きが使用される。） 最初のＧＭ特許第２９０６１０１号は、矩形圧力容積（Ｐ−Ｖ）図について説
明しているが、実際には、熱力学の観点から、ディスプレーサが頂部に到達する
前に入口弁を閉じるのが最もよい。これによって、エキスパンダ内のガス圧は、
ディスプレーサが頂部に到達する前に降下する。同様に、ディスプレーサが底部
に到達する前に排気弁を閉じるのが最もよい。これによって、ディスプレーサが
底部に到達する前に圧力が上昇する。空気圧駆動エキスパンダでは、この場合、
ディスプレーサは、行程の終了位置に到達する前に減速する。

【０００５】 サイクル効率を高め、ディスプレーサとその周囲との衝突を防止するか、ある
いは衝突が起こる場合には衝撃によって起こる振動を低減させるために、多数の
振動絶縁システムが開発されている。これらのシステムには電気的概念と機械的
概念の両方が含まれている。

【０００６】 たとえば、ディスプレーサの運動の上端および下端でのディスプレーサの運動
を制限するために反発磁石が使用されている。エラストマ振動吸収器が使用され
ある程度の成功を収めている。しかし、これらの装置は、ディスプレーサ運動の
高温端部でのみ有効であり、低温で有効に動作することはできない。したがって
、低温端部での衝撃力は、たとえば、低温に耐えることのできるデルリンプラス
チックパッドを使用して吸収されている。しかし、デルリン吸収装置を使用する
際には依然としてかなりの衝撃振動問題がある。このような衝撃および振動は、
極低温磁石を使用するＭＲＩ装置で得られる画像の画質および解像度に影響を与
えることが知られている。

【０００７】 空気圧駆動を簡略化し、動作寿命を延ばし、動作時の振動を低減させ、熱力学
サイクルの効率を高めるという利点を有する改良されたエキスパンダが必要であ
る。

【０００８】

【発明の概要】

本発明によれば、ＧＭエキスパンダ内のディスプレーサは、行程の頂部および
底部にぶつかる前にディスプレーサの速度を低下させる空気圧駆動装置を有する
。この速度制御は、ディスプレーサがその行程の約３分の２だけ走行した後で吸
気弁および排気弁を閉じることによって実現される。これにより、駆動圧差が小
さくなり、ディスプレーサは、シリンダの頂部（高温端部）および底部（低温端
部）にぶつかる前に減速する。

【０００９】 従来、往復運動するディスプレーサの衝撃エネルギーの一部を吸収するために
、デルリンを機械加工することによって得られたバンパがシリンダの頂部および
底部に設置されている。過去数年の間に、製造業者は、温度が室温に近い上端で
の衝撃エネルギーを吸収するために「Ｏ」リングまたは同等なエラストマ材料の
使用を開始している。残念なことに、エラストマ材料は低温端部温度でどれも剛
性になり、したがって、デルリンを機械加工することによって得られたバンパが
引き続き低温端部で使用されている。

【００１０】 本発明では、エラストマ「Ｏ」リングまたは他のエラストマ形状が高温端部で
使用され、このエラストマ「Ｏ」リングまたは他のエラストマ形状は、ディスプ
レーサが、シリンダエンドキャップにぶつかる前に行程の底部（低温端部）に到
達したとき、衝撃エネルギーを吸収するために使用される。また、ディスプレー
サが、エキスパンダの内部機構にぶつかる前に行程の頂部に到達したとき、他の
エラストマ「Ｏ」リングがディスプレーサの運動エネルギーを吸収する。２つの
「Ｏ」リングを使用することによって実現される振動の低減により、ＭＲＩ信号
に加えられる電気的雑音が５０％よりも多く低減されることが報告されている。

【００１１】 したがって、本発明の目的は、機械的振動および騒音の発生が低い改良された
エキスパンダ／ディスプレーサを提供することである。

【００１２】 本発明の他の目的は、空気圧駆動され、そのため、より長い動作寿命および簡
略化された構成を有する改良されたエキスパンダ／ディスプレーサを提供するこ
とである。

【００１３】 本発明の他の目的は、比較的効率の高い冷凍サイクルを実現する改良されたエ
キスパンダ／ディスプレーサを提供することである。

【００１４】 本発明の他の目的および利点は明細書から明らかになろう。

【００１５】 したがって、本発明は、以下に記載された構成で例示される構成の特徴、要素
の組合せ、および部品の配置を有しており、本発明の範囲は特許請求の範囲に示
されている。

【００１６】 本発明をより完全に理解するために、添付の図面を検討しながら以下の説明を
参照されたい。

【００１７】

【好ましい実施形態の説明】

従来技術（図１ａ）では、２段空気圧駆動ＧＭ型エキスパンダ１０は、たとえ
ばステンレススチール製の円形シリンダ組立体１２と、互いに連結され、シリン
ダ組立体１２内で往復運動できるように取り付けられた第１段ディスプレーサ／
蓄熱器１４および第２段ディスプレーサ／蓄熱器１６とを、当技術分野で公知の
構成で備えている。

【００１８】 当技術分野で公知あり、本発明の新規の部分ではないディスプレーサ／蓄熱器
の特徴については、本明細書では詳しく説明しない。

【００１９】 駆動ステム１８は、たとえばねじによって、第１段ディスプレーサ／蓄熱器１
４に固定的に連結されている。弁組立体２０は、高圧の入口２２から低圧の出口
２４への冷凍ガス、たとえばヘリウムの流れを制御し、回転弁２６、弁モータ２
８、および弁棒３０を備えている。弁棒３０のフランジ３３を貫通する固定オリ
フィス３２は、弁組立体２０内にあるサージボリューム３４に連結されている。
弁組立体２０はシリンダ組立体１２に固定的に連結されている。

【００２０】 図１ａは、ディスプレーサが、当技術分野で知られているように、行程の「頂
部」で「上方」にある状態を示している。すなわち、第１段ガス容積３６および
第２段ガス容積３８がエキスパンダ内にある。（ディスプレーサ組立体１４、１
６は図１ａの左側にある）。バンパ４０は、ディスプレーサ１４に連結されてお
り、ディスプレーサ１４がシリンダ組立体１２のエンドキャップ４２と直接衝突
するのを防止している。この装置は、バンパ４０がキャップ４２に押し付けられ
たときに、第２段ディスプレーサ１６がエンドキャップ４３に接触しないような
寸法にされている。バンパ４０は、衝撃吸収材料で作られている。しかし、極め
て低い動作温度のために、材料の選択肢は限られている。通常、低温バンパ４０
には、機械加工されたデルリン（Ｄｕｐｏｎｔ社の商標）、すなわちアセチル樹
脂が使用される。

【００２１】 図１ａに示すようにディスプレーサ１４、１６が上方にあるとき、駆動ステム
１８と弁ステム３０との衝突の衝撃および振動はエラストマ「Ｏ」リング４４に
よって低減される。保持器４６は、「Ｏ」リング４４を弁棒３０の溝にはめ込ん
だ状態に維持し、さらに駆動ステム１８を弁棒３０から分離している。このよう
な保持器は、弁棒３０の溝が「Ｏ」リング４４を保持できるか、あるいは「Ｏ」
リングの代わりに他の形状の材料リングが使用されるときには、この構成の必要
な特徴ではない。たとえば、図示されている「Ｏ」リング／保持器の代わりにＴ
字形リングおよびありみぞを使用することができる。「Ｏ」リング４４は弾性で
あり、たとえば、ブナＮゴムなどのエラストマで作られている。複数の「Ｏ」リ
ングを使用することができる。これらの「Ｏ」リングは、以下に論じるように冷
凍効果がもたらされるガスチャンバ３６から離れた位置に配置され、室温または
室温に近い温度になるであろう。したがって、エラストマなどの弾性材料が、デ
ィスプレーサが上方位置に移動したとき（図１ａ）のバンパに使用することがで
き、移動するディスプレーサからエネルギーを吸収するうえで非常に有効であり
、したがって、騒音および振動を低減させる。

【００２２】 一般的に言えば、「Ｏ」リングによって吸収できるエネルギーは、圧縮される
材料の体積に比例する。圧縮はリングの疲労を防止するように制限される。

【００２３】 シリンダ組立体１２内の弁棒３０の外面上にスラックキャップ４８がスライド
可能に取り付けられている。

【００２４】 基本動作原理は、機械駆動されるディスプレーサを使用する最初のＧｉｆｆｏ
ｒｄ−ＭｃＭａｎｎ（ＧＭ）特許第２５０６１０１号に記載されている。本発明
者の特許第３６２００２９号は、弁組立体２０によってガス圧が循環させられる
ときに、サージボリュームに流れサージボリュームから流れるガスにより、ディ
スプレーサが直接的な機械駆動なしに往復運動するための手段について説明して
いる。

【００２５】 図１ｂは、残留するすきま容積を除いてチャンバ３６、３８のガス容積がなく
なるようにディスプレーサ組立体１４、１６が（右側に）下方／底部位置に並進
していることを除いて図１ａと同じ構成を示している。低温バンパ４０は、シリ
ンダ組立体１２のエンドキャップ４２に直接接触しており、エンドキャップ４３
の所のすきま容積は、ディスプレーサ１６とエンドキャップ４３が衝突しない状
態でできるだけ小さくなっている。駆動ステム１８は、Ｏリング４４および保持
器４６から分離されている。

【００２６】 連続的な動作では、シリンダ組立体上のエンドキャップ４２、４３の近傍にお
いて、低温ヘッドを２つの異なる温度レベルで、すべて公知のように利用するこ
とができる。

【００２７】 図２ａは、上方（頂部）位置にあり、すなわちチャンバ３６、３８の容積が最
大である本発明によるエキスパンダ１０’を示している。図２ｂは、図のように
ディスプレーサ１４、１６が右側に移動した後の、内部容積３６、３８がほぼな
くなる下方（底部）位置にある同じエキスパンダ１０’を示している。図１ａ、
１ｂおよび図２ａ、２ｂの実施形態間の主な違いは、従来技術の機械加工された
低温デルリンバンパ４０が、ディスプレーサ組立体１４、１６の上方側（高温）
に位置する第２のＯリングバンパ５４と交換されていることである。

【００２８】 具体的には、「Ｏ」リング５４（図４）は溝付きホルダ５６内に保持されてい
る。保持器５８は、通常デルリンで作られており、Ｏリング５４をホルダ５６の
溝の中に維持するが、バンパおよび溝に他の断面が使用されるときには必要とさ
れないであろう。ディスプレーサ組立体１４、１６が上方位置（図２ａ）から下
方位置（図２ｂ）へ移動すると、ディスプレーサ組立体１４、１６の運動は、駆
動ステム１８’のフランジ６０がバンパ／保持器の組合せ５４、５８と接触する
ことによって停止させられる。バンパ５４は、弾性材料、たとえば、ブナゴムな
どのエラストマであり、組立体全体は、ディスプレーサ１４、１６の往復運動行
程のいずれの終了位置でも、ディスプレーサとそれぞれのエンドキャップ４２、
４３とが直接物理的に接触することがないような寸法になっている。

【００２９】 エラストマバンパ４４、５４は、従来技術のデルリンバンパよりもかなり多く
のエネルギーを吸収する。往復運動行程の両方の終了位置でエラストマバンパを
使用できるため、従来技術（図１ａ、１ｂ）と比べて、このようなエキスパンダ
を含む冷却システムの動作時の騒音および振動が大幅に低減される。

【００３０】 動作サイクルについて以下に説明する。本発明のディスプレーサ組立体１４、
１６は空気圧によって駆動される。直接的な機械駆動の欠点が解消され、エキス
パンダの寿命が大幅に延びる。

【００３１】 動作サイクルについて図５の圧力容積図を参照して説明する。図示されている
圧力および容積はそれぞれ、チャンバ３６、３８の状態を表している。通常、ヘ
リウムガスを使用する際、圧縮機からの高圧Ｐｈは約２ｍｐａ（３００ｐｓｉ）
である。圧縮機への低圧Ｐ１は約０．８ｍｐａ（１１７ｐｓｉ）であり、サージ
ボリューム３４中の圧力Ｐｓは約１．５ｍｐａ（２２０ｐｓｉ）である。

【００３２】 図２ａは、行程の頂部にあるディスプレーサ組立体１４、１６を示している。
この組立体は、高圧ガス（ヘリウム）が充填されており、図５の点１に表されて
いる。弁２６が旋回し、それによって、ガスは低圧ガス出口２４を介して圧縮機
（図示せず）に戻ることができる。第１段ディスプレーサ１４とスラックキャッ
プ４８との間の減圧によって、サージボリューム３４からのガスは、オリフィス
３２を通って流れ、スラックキャップ４８を右側（下向き）に押す。スラックキ
ャップ４８がディスプレーサ１４にぶつかる前に、ディスプレーサシリンダ１２
内のガス圧は約Ｐｌに降下し、すなわち、圧縮機に圧力を戻す。

【００３３】 弁２６が出口２４の低圧力に開くと、装置の前のサイクルによって低温になっ
ているチャンバ３６、３８内の高圧ガスが、ディスプレーサ／蓄熱器１４、１６
の蓄熱器部分を通って出口２４の方へ流れる。したがって、ディスプレーサ／蓄
熱器組立体１４、１６がまだ移動していないにもかかわらずチャンバ３６、３８
内の圧力が降下する。したがって、プロセスは、容積の変化なしに図５における
点１から点２に移動する。(図６を参照）圧力が降下しガスが出口２４の方へ流
れるときのチャンバ３６、３８内のガスの膨張によって、ガスの温度が低下し、
使用時にディスプレーサ／蓄熱器組立体１４、１６の各段でシリンダ組立体１２
の外部に連結されるヒートステーションに取り付けられる熱負荷から熱が除去さ
れる。

【００３４】 ガスは引き続き、圧力Ｐｓでサージボリューム３４からオリフィス３２を通っ
て流れる。出口２４でのＰｓとＰｌの間の圧力差によってスラックキャップ４８
が押され、それによってディスプレイ組立体１４、１６が下向き（右側）に押さ
れる。低圧ガスは、ディスプレーサ駆動ステム１８’、具体的にはフランジ６０
が、中間保持器５８を介して作用する第２のバンパ５４にぶつかるまで、引き続
き、ヒートステーション及び蓄熱器と熱伝導関係にエキスパンダ１０’から流出
する。これはＰ−Ｖ図（図５）の点３であり、この状態は図２ｂに物理的に示さ
れている。実際には、ディスプレーサ組立体１４、１６が行程の底部に到達する
前に、回転弁２６が低圧出口２４との連結部を閉鎖し、したがって、ディスプレ
ーサ組立体１４、１６がバンパ５４にぶつかる前にディスプレーサの速度が低下
する。

【００３５】 次に、弁２６が回転し、高圧ガスを入口２２からディスプレイ組立体１４、１
６に放出する。最初、スラックキャップ４８は、この高圧ガスを下端に有し、サ
ージタンク３４からのより低い圧力のガスＰｓを上端に有しており、図２ａ、２
ｂで上向き（左側）に移動する。しかし、スラックキャップの縁部６２（図４）
は、ショルダ６４（図４）で駆動ステム１８’と接触するまで、駆動ステム１８
’および連結されたディスプレーサ／蓄熱器組立体１４、１６と接触せず、それ
らを動かすることはない。したがって、スラックキャップ４８が駆動ステム１８
’に係合するまでの遅延により、ディスプレーサ組立体１４、１６が動き始める
前に、チャンバ３６、３８および蓄熱器内の圧力がＰｈまで蓄積される。この圧
力蓄積は、図５における点３から点４までの一定の容積で示されている。

【００３６】 スラックキャップ４８は、引き続き移動し、ディスプレーサステム１８’に係
合し、さらに、駆動ステム１８’が中間保持器４６を介してバンパ４４とぶつか
るまで、スラックキャップの上方に閉じ込められたガスがオリフィス３２を通し
てサージボリューム３４に流入するにつれてディスプレイ組立体１４、１６を上
向き（左側）に引っ張る。流入するガスが蓄熱器組立体およびチャンバ３６、３
８を加圧するにつれて、蓄熱器を通って流れるガスが冷却される。それによって
、ディスプレーサ組立体１４、１６の冷却端部の容積３６、３８に高圧の低温ガ
スが充填される。したがって、サイクルはＰ−Ｖ図の点１に戻る。弁２６による
高圧ポートは、ディスプレーサ組立体１４、１６が頂部にぶつかる前に閉じ、そ
れにより、ディスプレーサ／蓄熱器組立体１４、１６の速度はバンパ４４にぶつ
かる前に低下する。

【００３７】 上記で指摘した圧力レベルおよびヘリウム冷媒ガスを用いた場合、熱負荷が加
えられないとき、温度は通常、第２段で約１０Ｋであり、第１段で３０Ｋである
。

【００３８】 図２ａは、Ｐ−Ｖ図の点１を機械的に示している。矢印は、ガスが出口２４を
通って流出する際の点１と点２の間のガス流を示している。

【００３９】 図２ｂは、Ｐ−Ｖ図の点３での物理的状態である。矢印は、Ｐ−Ｖ図の点３−
４−１間の装置の充填中のガス流パターンを示している。

【００４０】 当業者には明らかなように、ディスプレーサ／蓄熱器１４、１６は、チャンバ
３６、３８内のガスによって並進させられることはなく、スラックキャップ４８
によって押し下げられ引き上げられる。スラックキャップ４８は、一端で、オリ
フィス３２からのガスおよびオリフィス３２へのガスの作用を受け、他端で、駆
動ステム１８’の開口部６６からのガスおよび該開口部６６へのガスの作用を受
ける。

【００４１】 当業者なら、本発明による実施形態（図２ａ、２ｂ）の動作の説明を、図１ａ
、１ｂに示されている従来技術の実施形態の動作に容易に適用することができる
。熱力学的には、この２つの実施形態はかなり類似している。

【００４２】 本発明の構成は、振動低減バンパ４４と騒音低減バンパ５４が共にエキスパン
ダ装置１０’の高温部分に位置しているという大きな利点を有する。したがって
、２つのバンパは共に、極めて弾性の、たとえばブナＮゴムで作られた「Ｏ」リ
ングにすることができ、低温で動作する必要があるという理由でより低い弾性の
材料、たとえばデルリンを使用する必要はなくなる。さらに、振動および騒音が
低減される。

【００４３】 十分な性能を実現した本発明によるエキスパンダの物理的態様は以下のとおり
である。

【００４４】 シリンダ長−２００ｍｍ、第１段、１３５ｍｍ、第２段 シリンダ内径−８０ｍｍ、第１段、２０ｍｍ、第２段 ディスプレーサ重量−１７００ｇ 動作速度−２．４Ｈｚ（１４４ｒｐｍ）、（ディスプレーササイクル） 「Ｏ」リングバンパ−内径１．１１”、断面０．１３９”、ブナＮ。許容たわ
みは０．０３５”である。

【００４５】 上述の実施形態では、吸収器４４、５４はシリンダ組立体１２に対して固定位
置にある。本発明による代替実施形態（図示せず）では、吸収器は、ディスプレ
ーサ組立体１４、１６と共に移動し、シリンダ組立体１２に対して固定された表
面にぶつかることができる。たとえば、吸収器５４は、フランジ６０に埋め込ん
で取り付けることができ、フランジ５６の向かい合う平坦な表面に衝突すること
ができる。吸収器４４は、駆動ステム１８’に埋め込んで取り付けることができ
、弁棒３０の向かい合う平坦な表面に衝突することができる。

【００４６】 したがって、上述の目的、および上記の説明から明らかになる目的が効率的に
実現され、それに対して、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに上記の構成に
ある種の変更を加えられることが理解されよう。上記の説明に含まれ添付の図面
に示されたすべての事項は、例示的な意味で解釈されるものであり、制限的な意
味で解釈されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】 「頂部」位置にある従来技術の空気圧駆動ＧＭ型エキスパンダの断面図である
。

【図１ｂ】 「底部」位置にある図１ａのエキスパンダを示す図である。

【図２ａ】 「頂部」位置にある本発明による空気圧駆動ＧＭ型エキスパンダの断面図であ
る。

【図２ｂ】 「底部」位置にある図２ａのエキスパンダを示す図である。

【図３】 図２ａおよび２ｂの実施形態で使用されるシリンダ組立体を示す図である。

【図４】 本発明によるバンパ組立体の拡大断面図である。

【図５】 図２ａおよび２ｂのエキスパンダのある段での冷凍サイクルを示す圧力容積（
Ｐ−Ｖ）図である。

【図６】 本発明の吸収器組立体におけるディスプレーサの変位と時間の関係を示すグラ
フである。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低温冷凍システムで使用できるＧＭ型のエキスパンダであっ
   て、 前記冷凍システム内の少なくとも１つの低温ヘッドとして働き、長手方向軸を
   有するシリンダと、 前記シリンダ内で前記シリンダの低温ゾーンと高温ゾーンとの間に軸方向に延
   びており、前記シリンダ内の第１の行程終了位置と第２の行程終了位置との間で
   軸方向に往復運動することができるディスプレーサ組立体と、 前記ディスプレーサ組立体の第１の軸方向への前記往復運動を前記第１の終了
   位置で停止するように前記シリンダおよび前記ディスプレーサ組立体の一方に対
   して固定されている第１の機械的手段と、 前記ディスプレーサ組立体の第２の軸方向への前記往復運動を前記第２の終了
   位置で停止するように前記シリンダおよびディスプレーサ組立体の一方に対して
   固定されている第２の機械的手段とを有し、 前記第１の機械的手段は、前記ディスプレーサ組立体が前記第１の終了位置に
   あるときに前記シリンダおよびディスプレーサ組立体の前記一方と他方との間に
   連結された第１の衝撃吸収器を備え、 前記第２の機械的手段は、前記ディスプレーサ組立体が前記第２の終了位置に
   あるときに前記シリンダおよび前記ディスプレーサ組立体の前記一方と他方との
   間に連結された第２の衝撃吸収器を備え、 前記第１および第２の吸収器は、前記第２の終了位置よりも前記第１の終了位
   置の近くに位置しているエキスパンダ。
2. 【請求項２】 前記吸収器は弾性である、請求項１に記載のエキスパンダ。
3. 【請求項３】 前記エキスパンダの通常の動作時の前記第１の終了位置はほ
   ぼ室温である、請求項１に記載のエキスパンダ。
4. 【請求項４】 少なくとも１つの前記吸収器はエラストマ材料を備えている
   、請求項２に記載のエキスパンダ。
5. 【請求項５】 前記エラストマ材料はＯリングの形である、請求項４に記載
   のエキスパンダ。
6. 【請求項６】 前記吸収器は前記シリンダに対して所定の位置に固定されて
   いる、請求項２に記載のエキスパンダ。
7. 【請求項７】 前記ディスプレーサ組立体は、前記終了位置で、前記シリン
   ダの一部であるエキスパンダ要素から軸方向に間隔を置いて配置され、前記シリ
   ンダに対して固定されている、請求項１に記載のエキスパンダ。
8. 【請求項８】 前記第１および第２の吸収器はほとんど同じ温度であり、前
   記温度は周囲温度であるか、あるいは周囲温度に近い、請求項１に記載のエキス
   パンダ。
9. 【請求項９】 前記ディスプレーサ組立体を往復運動させる駆動手段をさら
   に有し、前記駆動手段は、第１の駆動行程では前記ディスプレーサ組立体を前記
   第１の方向へ押し、第２の駆動行程では前記ディスプレーサ組立体を前記第２の
   方向へ引っ張る、請求項１に記載のエキスパンダ。
10. 【請求項１０】 前記駆動行程の軸方向長さは、前記ディスプレーサが前記
    第１の終了位置と前記第２の終了位置との間で移動する際の走行距離よりも大き
    い、請求項９に記載のエキスパンダ。
11. 【請求項１１】 前記駆動手段は、前記第１の駆動行程の最初の部分ではデ
    ィスプレーサ組立体を押さずに前記ディスプレーサ組立体に対して移動し、前記
    第１の駆動行程の残りの部分では前記ディスプレーサ組立体を押す、請求項９に
    記載のエキスパンダ。
12. 【請求項１２】 前記駆動手段は、前記第２の駆動行程の最初の部分では前
    記ディスプレーサ組立体を引っ張らずに前記ディスプレーサ組立体に対して移動
    し、前記第２の駆動行程の残りの部分では前記ディスプレーサ組立体を引っ張る
    、請求項９に記載のエキスパンダ。
13. 【請求項１３】 前記駆動手段は空気圧によって移動させられる、請求項９
    に記載のエキスパンダ。