JP2007205607A - Gm refrigerating machine - Google Patents

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Hiroshi Asami
宏 浅見
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To alleviate a load to a driving means reciprocating a displacer with respect to a GM (Gifford-McMahon) refrigerating machine having the driving means for reciprocating the displacer. <P>SOLUTION: In this GM refrigerating machine having cylinders of first and second stages 12A, 12B, displacers 13A, 13B of first and second stages disposed in each of the cylinders 12A, 12B so as to be reciprocative a displacer driving means for reciprocating the displacers 13A, 13B in the cylinders 12A, 12B, a compressor 7 for allowing a refrigerant gas of high and low pressure to flow in and out to the cylinders 12A, 12B, and valves V1, V2 controlling the timing for supplying and discharging the refrigerant gas to the cylinders 12A, 12B, a linear motor 20 is used as the displacer driving means. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はGM冷凍機に係り、特にディスプレーサーを往復移動させる駆動手段を有するGM冷凍機に関する。   The present invention relates to a GM refrigerator, and more particularly to a GM refrigerator having a driving means for reciprocating a displacer.

一般にギフォード・マクマホン冷凍機(GM冷凍機)は、ヘリウムガス等の冷媒ガスを圧縮する圧縮機からのガス流路を弁を用いて制御し、シリンダー内の膨張空間でヘリウムガスを膨張させることによって寒冷を得る。また、シリンダーの内部には冷媒ガスの排出を行うと共に冷却効率を高める蓄冷材が内設されたディスプレーサーが設けられている。このディスプレーサーはシリンダー内で往復移動する構成とされており、このディスプレーサーの駆動は一般にモーターにより行われている。   In general, Gifford McMahon refrigerator (GM refrigerator) controls the gas flow path from the compressor that compresses refrigerant gas such as helium gas using a valve, and expands helium gas in the expansion space in the cylinder. Get cold. In addition, a displacer is provided inside the cylinder. The displacer is provided with a cold storage material that discharges the refrigerant gas and enhances the cooling efficiency. The displacer is configured to reciprocate in a cylinder, and the displacer is generally driven by a motor.

従って、モーターの回転をディスプレーサーの往復運動に変換する駆動変換機構が必要となるが、この駆動変換機構としてGM冷凍機では一般にスコッチヨーク機構が用いられている(特許文献1参照)。図1は従来の一例であるGM冷凍機100を示しており、また図2はこのGM冷凍機100に用いられているスコッチヨーク機構109を拡大して示している。スコッチヨーク機構109は、大略するとクランク部材107とスコッチヨーク108とにより構成されている。   Therefore, a drive conversion mechanism that converts the rotation of the motor into the reciprocating motion of the displacer is required. In general, a scotch yoke mechanism is used in the GM refrigerator as this drive conversion mechanism (see Patent Document 1). FIG. 1 shows a conventional GM refrigerator 100, and FIG. 2 shows an enlarged Scotch yoke mechanism 109 used in the GM refrigerator 100. As shown in FIG. The scotch yoke mechanism 109 is generally constituted by a crank member 107 and a scotch yoke 108.

クランク部材107は、モーター106の回転軸(以下、駆動回転軸124という)に固定される。このクランク部材107は、駆動回転軸124の取り付け位置から偏心した位置にクランクピン125を設けた構成とされている。従って、クランク部材107を駆動回転軸124に取り付けると、駆動回転軸124とクランクピン125は偏心した状態となる。   The crank member 107 is fixed to a rotation shaft of the motor 106 (hereinafter referred to as a drive rotation shaft 124). The crank member 107 has a configuration in which a crank pin 125 is provided at a position eccentric from the mounting position of the drive rotating shaft 124. Therefore, when the crank member 107 is attached to the drive rotary shaft 124, the drive rotary shaft 124 and the crank pin 125 are in an eccentric state.

スコッチヨーク108は、ヨーク板126,上下軸127,及びころ軸受け128等により構成されている。このスコッチヨーク108は、ハウジング104内で図中矢印Z1,Z2方向に往復移動するよう構成されている。ヨーク板126の中央上下位置には上下軸127が上下方向(Z1,Z2方向)に延出するよう配設されている。   The scotch yoke 108 includes a yoke plate 126, a vertical shaft 127, a roller bearing 128, and the like. The scotch yoke 108 is configured to reciprocate in the direction of arrows Z1 and Z2 in the figure within the housing 104. A vertical shaft 127 is disposed at the central vertical position of the yoke plate 126 so as to extend in the vertical direction (Z1, Z2 direction).

また、ヨーク板126には図中矢印X1,X2方向に延在する横長窓134が形成されており、この横長窓134内にはころ軸受け128が配設されている。ころ軸受け128は、横長窓134内で矢印X1,X2方向に転動可能な構成とされている。また、ころ軸受け128の中心位置には、クランクピン125と係合するクランクピン係合孔133が形成されている。   The yoke plate 126 is formed with a horizontally long window 134 extending in the directions of arrows X1 and X2 in the figure, and a roller bearing 128 is disposed in the horizontally long window 134. The roller bearing 128 is configured to be able to roll in the directions of arrows X1 and X2 within the horizontally elongated window 134. A crank pin engaging hole 133 that engages with the crank pin 125 is formed at the center position of the roller bearing 128.

従って、クランクピン125をころ軸受け128に係合した状態で駆動回転軸124が回転すると、クランクピン125は円弧を描くように回転し、これによりスコッチヨーク108は図中矢印Z1,Z2方向に往復移動する。この際、ころ軸受け128は、横長窓134内を図中矢印X1,X2方向に往復移動する。   Accordingly, when the drive rotation shaft 124 rotates with the crank pin 125 engaged with the roller bearing 128, the crank pin 125 rotates so as to draw an arc, whereby the Scotch yoke 108 reciprocates in the directions of arrows Z1 and Z2. Moving. At this time, the roller bearing 128 reciprocates in the horizontal window 134 in the directions of arrows X1 and X2.

スコッチヨーク108の下部に配設された上下軸127は、蓄冷材115,116を内設したディスプレーサー110に接続されている。よって、スコッチヨーク108は図中矢印Z1,Z2方向に往復移動することにより、ディスプレーサー110もシリンダー105内で矢印Z1,Z2方向に往復移動し、これに伴い冷却処理が行われる。
特開平6−300378号公報
A vertical shaft 127 disposed at the lower portion of the scotch yoke 108 is connected to a displacer 110 in which cool storage materials 115 and 116 are provided. Accordingly, when the scotch yoke 108 reciprocates in the directions of arrows Z1 and Z2 in the figure, the displacer 110 also reciprocates in the directions of arrows Z1 and Z2 within the cylinder 105, and a cooling process is performed accordingly.
JP-A-6-300378

しかしながら、従来ではディスプレーサー110を図中矢印X1,X2方向に直線往復移動させるのに、モーター106の回転力をスコッチヨーク機構109を用いて直線運動に変換する必要がある。このため、モーター106はクランク部材107を回転させ、さらにクランク部材107のクランクピン125がころ軸受け128を回転させ、これにより上下軸127は図中矢印X1,X2方向に移動する。   However, conventionally, the rotational force of the motor 106 needs to be converted into a linear motion using the Scotch yoke mechanism 109 in order to cause the displacer 110 to linearly reciprocate in the directions of arrows X1 and X2 in the drawing. Therefore, the motor 106 rotates the crank member 107, and the crank pin 125 of the crank member 107 rotates the roller bearing 128, whereby the vertical shaft 127 moves in the directions of arrows X1 and X2 in the figure.

このように従来のGM冷凍機100では、モーター106の回転力を上下軸127(即ち、ディスプレーサー110)の直線往復運動に変換するのに、モーター106に大きな負荷(抵抗力)が印加されてしまい、モーター106に脱調が発生してしまうという問題点があった。さらに、スコッチヨーク機構109は多数の部品を必要とし、組み立て性がわるく、また製品コストも上昇してしまうという問題点もあった。   Thus, in the conventional GM refrigerator 100, a large load (resistance force) is applied to the motor 106 in order to convert the rotational force of the motor 106 into the linear reciprocating motion of the vertical axis 127 (ie, the displacer 110). As a result, there is a problem that the motor 106 is stepped out. Further, the scotch yoke mechanism 109 requires a large number of parts, resulting in unsatisfactory assembly and increased product cost.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ディスプレーサーを往復移動させる駆動手段に対する負荷を軽減しうるGM冷凍機を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said point, and it aims at providing the GM refrigerator which can reduce the load with respect to the drive means which reciprocates a displacer.

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized by the following measures.

請求項1記載の発明は、
シリンダーと、
該シリンダー内に往復移動可能に配設されたディスプレーサーと、
該ディスプレーサーを前記シリンダー内で往復移動させるディスプレーサー駆動手段と、
前記シリンダーに高低圧の冷媒ガスを流入出させる圧縮機と、
前記シリンダーに前記冷媒ガスを供給排気する時期を制御するバルブとを有するGM冷凍機において、
前記ディスプレーサー駆動手段として、リニアモーターを用いたことを特徴とするものである。
The invention described in claim 1
A cylinder,
A displacer disposed in a reciprocating manner in the cylinder;
Displacer driving means for reciprocating the displacer in the cylinder;
A compressor for flowing high and low pressure refrigerant gas into and out of the cylinder;
In a GM refrigerator having a valve for controlling the timing of supplying and exhausting the refrigerant gas to the cylinder,
As the displacer driving means, a linear motor is used.

上記発明によれば、ディスプレーサーをシリンダー内で往復移動させるディスプレーサー駆動手段をリニアモーターとしたことにより、従来の回転式のモーターを用いたディスプレーサー駆動手段と異なり、回転運動を直線運動に変換する必要がなくなるため、ディスプレーサー駆動手段に対する負荷(抵抗)を低減できる。これにより、従来発生していたモーターの脱調を防止でき、脱調を修正するためのメンテナンス回数を低減することができる。   According to the invention, the displacer driving means for reciprocating the displacer in the cylinder is a linear motor, so that, unlike the displacer driving means using a conventional rotary motor, the rotational motion is converted into a linear motion. Therefore, the load (resistance) on the displacer driving means can be reduced. As a result, it is possible to prevent motor step-out that has occurred in the past, and to reduce the number of times of maintenance for correcting step-out.

本発明によれば、従来発生していたモーターの脱調を防止でき、脱調を修正するためのメンテナンス回数を低減することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the step-out of the motor which generate | occur | produced conventionally can be prevented, and the frequency | count of a maintenance for correcting step-out can be reduced.

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図3は本発明の一実施例であるGM冷凍機1を示している。GM冷凍機1は、大略するとハウジング4、第1段目及び第2段目シリンダー12A,12B、第1段目及び第2段目ディスプレーサー13A,13B23、蓄冷材14A,14B、リニアモーター20、及びガス供給装置5等により構成されている。   FIG. 3 shows a GM refrigerator 1 according to an embodiment of the present invention. The GM refrigerator 1 generally includes a housing 4, first and second stage cylinders 12A and 12B, first and second stage displacers 13A and 13B23, regenerators 14A and 14B, a linear motor 20, And a gas supply device 5 and the like.

ガス供給装置5は、コンプレッサー7及び給排気便V1,V2とを有した構成とされている。コンプレッサー7は、冷媒ガス(ヘリウムガス)を20数Kg/cm2に圧縮する。吸気弁V1を開弁し、排気弁V2は、ガス流路8を介してハウジング4に形成された接続孔26に接続されている。また、接続孔26は、連通路28を介して第1段目シリンダー12Aに接続されている。よって、高圧の冷媒ガスは、吸気弁V1を開弁すると共に排気弁V2を閉弁することにより、第1段目シリンダー12A内に供給される。 The gas supply device 5 includes a compressor 7 and supply / exhaust flights V1, V2. The compressor 7 compresses the refrigerant gas (helium gas) to 20 tens Kg / cm 2 . The intake valve V <b> 1 is opened, and the exhaust valve V <b> 2 is connected to a connection hole 26 formed in the housing 4 via the gas flow path 8. The connection hole 26 is connected to the first stage cylinder 12 </ b> A via the communication path 28. Therefore, the high-pressure refrigerant gas is supplied into the first-stage cylinder 12A by opening the intake valve V1 and closing the exhaust valve V2.

ハウジング4は、その下部に第1段目シリンダー12Aが配設されている。この第1段目シリンダー12Aの内部には、第1段目ディスプレーサー13Aが図中矢印Z1,Z2方向に往復移動可能に配設されている。   The housing 4 is provided with a first stage cylinder 12 </ b> A at the bottom thereof. Inside the first stage cylinder 12A, a first stage displacer 13A is disposed so as to be capable of reciprocating in the directions of arrows Z1 and Z2 in the figure.

第1段目ディスプレーサー13Aの内部には蓄冷材14Aが配設されている。また、第1段目ディスプレーサー13Aの図中上部にはガス流通孔18Aが形成されると共に、下部にはガス流通孔19Aが配設されている。よって、ガス供給装置5から第1段目ディスプレーサー13A内に流入した冷媒ガスは、このガス流通孔18A,19Aを通り、第1段目ディスプレーサー13Aと第1段目ディスプレーサー13Bとの間に形成される第1段目膨張室11Aに供給される。   A cool storage material 14A is disposed inside the first stage displacer 13A. Further, a gas flow hole 18A is formed in the upper part of the first stage displacer 13A in the figure, and a gas flow hole 19A is provided in the lower part. Therefore, the refrigerant gas that has flowed into the first stage displacer 13A from the gas supply device 5 passes through the gas flow holes 18A and 19A, and between the first stage displacer 13A and the first stage displacer 13B. Is supplied to the first stage expansion chamber 11A.

なお、第1段目ディスプレーサー13Aと第1段目ディスプレーサー13Bは図示しない自在継ぎ手を用いて接合されるが、図3では図示の便宜上、各ディスプレーサー13A,13Bを一体化したように図示している。   The first stage displacer 13A and the first stage displacer 13B are joined using a universal joint (not shown). In FIG. 3, for the sake of convenience of illustration, the displacers 13A and 13B are integrated. Show.

第2段目ディスプレーサー13Bは、第2段目シリンダー12Bの内部で図中矢印Z1,Z2方向に往復移動可能に配設されている。第2段目ディスプレーサー13Bの内部には蓄冷材14Bが配設されている。また、第2段目ディスプレーサー13Bの図中上部にはガス流通孔18Bが形成されると共に、下部にはガス流通孔19Bが形成されている。   The second stage displacer 13B is disposed inside the second stage cylinder 12B so as to be capable of reciprocating in the directions of arrows Z1 and Z2 in the figure. A cool storage material 14B is disposed inside the second stage displacer 13B. Further, a gas flow hole 18B is formed in the upper part of the second stage displacer 13B in the drawing, and a gas flow hole 19B is formed in the lower part.

よって、ガス供給装置5から供給される冷媒ガスは、ガス流通孔18A、蓄冷材14A、ガス流通孔19A、を介して第1段目膨張室11Aに至り、さらにガス流通孔18B、蓄冷材14B、ガス流通孔19Bを介して第2段目膨張室11Bに流入する。   Therefore, the refrigerant gas supplied from the gas supply device 5 reaches the first stage expansion chamber 11A via the gas flow hole 18A, the cold storage material 14A, and the gas flow hole 19A, and further, the gas flow hole 18B and the cold storage material 14B. Then, it flows into the second stage expansion chamber 11B through the gas flow hole 19B.

また、第1段目ディスプレーサー13Aの上部には、リニアモーター20(ディスプレーサー駆動手段)が配設されている。具体的には、第1段目ディスプレーサー13Aの上部には、リニアモーター20を構成するマグネットロッド22が接続されている。このリニアモーター20が駆動することにより、第1段目ディスプレーサー13A及び第2段目ディスプレーサー13Bは図中矢印Z1,Z2方向に往復移動する。   In addition, a linear motor 20 (displacer driving means) is disposed above the first stage displacer 13A. Specifically, a magnet rod 22 constituting the linear motor 20 is connected to the upper part of the first stage displacer 13A. When the linear motor 20 is driven, the first stage displacer 13A and the second stage displacer 13B reciprocate in the directions of arrows Z1 and Z2 in the drawing.

次に、リニアモーター20について説明する。リニアモーター20は、大略すると固定子となるコイル部材21と、可動子となるマグネットロッド22とにより構成されている。   Next, the linear motor 20 will be described. The linear motor 20 includes a coil member 21 that is a stator and a magnet rod 22 that is a mover.

コイル部材21は、ハウジング4に固定された構成とされている。このコイル部材21は、コイル保持部材23と、このコイル保持部材23内に形成された環状溝内に形成された複数のコイル24とにより構成されている。このコイル部材21は樹脂により形成しても、また放熱特性を高めるために熱伝導性に優れた金属により形成してもよい。複数のコイル24はマグネットロッド22と対向するよう設けられており、またZ1,Z2方向に並設された構成とされている。この各コイル24は、図示しないリニアモーター20の駆動を制御するコントローラーに接続されている。   The coil member 21 is fixed to the housing 4. The coil member 21 includes a coil holding member 23 and a plurality of coils 24 formed in an annular groove formed in the coil holding member 23. The coil member 21 may be formed of a resin, or may be formed of a metal having excellent thermal conductivity in order to improve heat dissipation characteristics. The plurality of coils 24 are provided to face the magnet rod 22 and are arranged in parallel in the Z1 and Z2 directions. Each coil 24 is connected to a controller that controls driving of the linear motor 20 (not shown).

一方、マグネットロッド22は、その下端(X2方向端部)が第1段目ディスプレーサー13Aに接続されており、よって第1段目ディスプレーサー13Aはマグネットロッド22と一体的に移動する構成とされている。また、マグネットロッド22の上部及び下部はハウジング4に設けられたガイド部材25により支持されており、よってマグネットロッド22は矢印Z1,Z2方向に精度よく、また安定して移動するよう構成されている。   On the other hand, the lower end (X2 direction end portion) of the magnet rod 22 is connected to the first stage displacer 13A, and thus the first stage displacer 13A is configured to move integrally with the magnet rod 22. ing. Further, the upper and lower portions of the magnet rod 22 are supported by a guide member 25 provided in the housing 4, so that the magnet rod 22 is configured to move accurately and stably in the directions of arrows Z1 and Z2. .

さらに、図4に示されるように、マグネットロッド22には複数のN極及びS極を有した永久磁石が着磁形成されており、各永久磁石はN極同士またはS極同士が対向するように交互に向きを逆転させて配列されている。即ち、マグネットロッド22は、矢印Z1,Z2方向に沿ってN極の磁極とS極の磁極が交互に並んだ構成となる。   Further, as shown in FIG. 4, a permanent magnet having a plurality of N poles and S poles is formed on the magnet rod 22 so that the N poles or the S poles face each other. Are arranged with their directions reversed alternately. That is, the magnet rod 22 has a configuration in which N-pole magnetic poles and S-pole magnetic poles are alternately arranged along the directions of arrows Z1 and Z2.

次に、リニアモーター20の動作について説明する。各コイル24はU,V及びW相の3つのコイルを1組とするコイル群を有している。いずれの相のコイル24もリニアモーター20の外周面に対して対向離間した構成とされている。また、コイル24のZ1,Z2方向に対する配設ピッチは、リニアモーター20に形成されている永久磁石の配列ピッチよりも短くなるよう設定されている。   Next, the operation of the linear motor 20 will be described. Each coil 24 has a coil group including three coils of U, V, and W phases. The coils 24 of any phase are configured to face and separate from the outer peripheral surface of the linear motor 20. The arrangement pitch of the coils 24 in the Z1 and Z2 directions is set to be shorter than the arrangement pitch of the permanent magnets formed in the linear motor 20.

前記したコントローラーは、コイル24とリニアモーター20に形成された永久磁石の位置関係に応じた最適な電流を演算し、それを各コイル24に通電するよう構成されている。その結果、各コイル24に流れる電流と、マグネットロッド22に形成されている永久磁石により形成される磁束との相互作用により、コイル24と永久磁石との間に吸引力及び反発力が発生し、これによりコイル部材21に対してマグネットロッド22はZ1,Z2方向に移動する。   The controller described above is configured to calculate an optimum current corresponding to the positional relationship between the coils 24 and the permanent magnets formed on the linear motor 20 and to pass the current through the coils 24. As a result, due to the interaction between the current flowing through each coil 24 and the magnetic flux formed by the permanent magnet formed on the magnet rod 22, an attractive force and a repulsive force are generated between the coil 24 and the permanent magnet, As a result, the magnet rod 22 moves in the Z1 and Z2 directions with respect to the coil member 21.

上記のように、リニアモーター20はコイル部材21とマグネットロッド22とよりなる簡単な構成でディスプレーサー13A,13を矢印Z1,Z2方向に往復運動させることが可能となる。よって、従来のスコッチヨーク機構109を用いていたGM冷凍機100(図1参照)に比べて部品点数の削減を図ることができ、GM冷凍機1の低コスト化及び小型化を図ることができる。   As described above, the linear motor 20 can reciprocate the displacers 13A and 13 in the directions of the arrows Z1 and Z2 with a simple configuration including the coil member 21 and the magnet rod 22. Therefore, the number of parts can be reduced as compared with the GM refrigerator 100 (see FIG. 1) using the conventional scotch yoke mechanism 109, and the cost and size of the GM refrigerator 1 can be reduced. .

次に、上記構成とされたGM冷凍機1の動作について説明する。   Next, the operation of the GM refrigerator 1 configured as described above will be described.

ガス供給装置5は、第1及ディスプレーサープレーサー13A,13Bが下死点に位置している状態で吸気弁V1を開弁すると共に排気弁V2を閉弁するよう構成されている。これによりコンプレッサー7で生成された高圧の冷媒ガスは、ガス流路8,接続孔26,及び連通路28を介して第1及び第2段目シリンダー12A,12Bの内部に供給される。   The gas supply device 5 is configured to open the intake valve V1 and close the exhaust valve V2 while the first display displacer 13A, 13B is located at the bottom dead center. Thus, the high-pressure refrigerant gas generated by the compressor 7 is supplied into the first and second stage cylinders 12A and 12B via the gas flow path 8, the connection hole 26, and the communication path 28.

この状態でリニアモーター20を駆動して、第1及び第2段目ディスプレーサー13A,13Bを上動させた上で、吸気弁V1を閉弁すると共に排気弁V2を開弁する。これにより、第1及び第2段目膨張室11A,11B内の冷媒ガスは膨張し、これにより寒冷が発生する。   In this state, the linear motor 20 is driven to move the first and second stage displacers 13A and 13B upward, and then the intake valve V1 is closed and the exhaust valve V2 is opened. Thereby, the refrigerant gas in the first and second stage expansion chambers 11A and 11B expands, thereby generating cold.

次に、リニアモーター20を駆動して、第1及び第2段目ディスプレーサー13A,13Bを下動させ、各シリンダー12A,12Bで膨張した冷媒ガスをガス供給装置5に回収させる。以上のサイクルを繰り返し行うことにより、第1段目膨張室11Aでは40K程度の寒冷を発生することができ、第2段目膨張室11Bでは20K以下の極低温を発生させることができる。   Next, the linear motor 20 is driven, the first and second stage displacers 13A and 13B are moved downward, and the gas supply device 5 collects the refrigerant gas expanded in the cylinders 12A and 12B. By repeating the above cycle, the first stage expansion chamber 11A can generate a cold of about 40K, and the second stage expansion chamber 11B can generate a cryogenic temperature of 20K or less.

上記のように各膨張室11A,11Bで寒冷を発生させるために、リニアモーター20により各ディスプレーサー13A,13Bを往復移動させる必要があるが、リニアモーター20は第1段目ディスプレーサー13Aに接続されたマグネットロッド22を直接的に直動する構成とされている。   In order to generate cold in the expansion chambers 11A and 11B as described above, it is necessary to reciprocate the displacers 13A and 13B by the linear motor 20, but the linear motor 20 is connected to the first stage displacer 13A. The magnet rod 22 is directly moved directly.

このため、従来のモーター106の回転運動をスコッチヨーク機構109を用いてディスプレーサー110の直線運動に変換する構成(図1及び図2参照)と異なり、回転運動を直線運動に変換する必要がなくなるため、リニアモーター20に対する負荷(抵抗)を従来に比べて低減することができる。これにより、リニアモーター20に脱調が発生することを防止でき、よって脱調を修正するためのメンテナンス回数を低減することができる。   For this reason, unlike the conventional configuration in which the rotational motion of the motor 106 is converted into the linear motion of the displacer 110 using the Scotch yoke mechanism 109 (see FIGS. 1 and 2), it is not necessary to convert the rotational motion into linear motion. Therefore, the load (resistance) on the linear motor 20 can be reduced as compared with the conventional case. Thereby, it is possible to prevent the step-out from occurring in the linear motor 20, and thus it is possible to reduce the number of times of maintenance for correcting the step-out.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、GM式冷凍機に限らず、スターリング冷凍機やその他の蓄冷器を用いた冷凍機に本発明を適用することが可能である。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, the present invention can be applied not only to the GM type refrigerator but also to a refrigerator using a Stirling refrigerator or other regenerator.

また、上記した各実施例では2段式のGM冷凍機1に本願発明を適用した例について説明したが、本願発明の適用は2段式の式冷凍機に限定されるものではなく、単段式及び3段以上の多段式冷凍機の中の一部として適用することも可能なものである。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   In each of the above-described embodiments, the example in which the present invention is applied to the two-stage GM refrigerator 1 has been described. However, the application of the present invention is not limited to the two-stage refrigerator, It can also be applied as a part of a multi-stage refrigerator having a three or more stage. It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

図1は、従来の一例であるGM冷凍機の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional GM refrigerator. 図2は、従来の一例であるGM冷凍機に設けられるスコッチヨーク機構を拡大して示す斜視図図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a scotch yoke mechanism provided in a conventional GM refrigerator. 図3は、本発明の一実施例であるGM冷凍機の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a GM refrigerator that is an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施例であるGM冷凍機に設けられるリニアモーターを拡大して示す斜視図図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a linear motor provided in the GM refrigerator as one embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 GM冷凍機
5 ガス供給装置
7 コンプレッサー
8 ガス流路
11A 第1段目膨張室
11B 第2段目膨張室
12A 第1段目シリンダー
12B 第2段目シリンダー
13A 第1段目ディスプレーサー
13B 第2段目ディスプレーサー
14A,14B 蓄冷材
20 リニアモーター
21 コイル部材
22 マグネットロッド
24 コイル24
1 GM refrigerator 5 Gas supply device 7 Compressor 8 Gas flow path 11A First stage expansion chamber 11B Second stage expansion chamber 12A First stage cylinder 12B Second stage cylinder 13A First stage displacer 13B Second Stage displacer 14A, 14B Cold storage material 20 Linear motor 21 Coil member 22 Magnet rod 24 Coil 24

Claims (1)

シリンダーと、
該シリンダー内に往復移動可能に配設されたディスプレーサーと、
該ディスプレーサーを前記シリンダー内で往復移動させるディスプレーサー駆動手段と、
前記シリンダーに高低圧の冷媒ガスを流入出させる圧縮機と、
前記シリンダーに前記冷媒ガスを供給排気する時期を制御するバルブとを有するGM冷凍機において、
前記ディスプレーサー駆動手段として、リニアモーターを用いたことを特徴とするGM冷凍機。
A cylinder,
A displacer disposed in a reciprocating manner in the cylinder;
Displacer driving means for reciprocating the displacer in the cylinder;
A compressor for flowing high and low pressure refrigerant gas into and out of the cylinder;
In a GM refrigerator having a valve for controlling the timing of supplying and exhausting the refrigerant gas to the cylinder,
A GM refrigerator using a linear motor as the displacer driving means.
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