JP2777198B2 - refrigerator - Google Patents

refrigerator

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JP2777198B2
JP2777198B2 JP1150442A JP15044289A JP2777198B2 JP 2777198 B2 JP2777198 B2 JP 2777198B2 JP 1150442 A JP1150442 A JP 1150442A JP 15044289 A JP15044289 A JP 15044289A JP 2777198 B2 JP2777198 B2 JP 2777198B2
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drive shaft
cylinder
displacer
seal body
drive
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勝政 荒岡
剛 山下
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、冷凍機に係り、特に、ギフォード・マクマ
ホン(Gifford・Mcmahon)形の冷凍機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a refrigerator, and particularly to a refrigerator of the Gifford McMahon type.

(従来の技術) 極低温用の冷凍機には、種々のタイプがある。これら
の中にギフォード・マクマホン形の冷凍機がある。この
冷凍機は通常第5図に示すように構成されている。この
タイプの冷凍機は大きく分けてコールドヘッド1と冷媒
ガス導排出系2とで構成される。コールドヘッド1は、
閉じられたシリンダ3とこのシリンダ3内に往復動自在
に収容された、ディスプレーサ4と、シリンダ3の上部
に配置され、上記ディスプレーサ4に往復動に必要な動
力を与える駆動部40とで構成される。尚、シリンダ3と
上記駆動部40とは、シール機構27によりシリンダ3内と
駆動部空間41とは遮断されている。
(Prior Art) There are various types of cryogenic refrigerators. Among these is the Gifford McMahon type refrigerator. This refrigerator is generally configured as shown in FIG. This type of refrigerator is roughly composed of a cold head 1 and a refrigerant gas guide / discharge system 2. Cold head 1
It comprises a closed cylinder 3, a displacer 4, which is reciprocally housed in the cylinder 3, and a drive unit 40, which is arranged above the cylinder 3 and supplies the displacer 4 with power required for reciprocation. You. The inside of the cylinder 3 and the drive unit space 41 are isolated from each other by the seal mechanism 27 between the cylinder 3 and the drive unit 40.

シリンダ3は、大径の第1シリンダ5とこの第1シリ
ンダ5に同軸に接続された小径の第2シリンダ6とで構
成されている。
The cylinder 3 includes a large-diameter first cylinder 5 and a small-diameter second cylinder 6 coaxially connected to the first cylinder 5.

そして、第1シリンダ5と第2シリンダ6との境界壁
部分で冷却面としての1段ステージ7を構成し、また第
2シリンダ6の先端壁部分で1段ステージ7より低温の
2段ステージ8を構成している。ディスプレーサ4は第
1シリンダ5内を往復動する第1ディスプレーサ9と、
第2シリンダ6内を往復動する第2ディスプレーサ10と
で構成されている。第1ディスプレーサ9と第2ディス
プレーサ10とは、連結部材11によって軸方向に連結され
ている。
A first-stage stage 7 as a cooling surface is constituted by a boundary wall portion between the first cylinder 5 and the second cylinder 6, and a second-stage stage 8 having a lower temperature than the first-stage stage 7 by a tip wall portion of the second cylinder 6. Is composed. The displacer 4 includes a first displacer 9 that reciprocates in the first cylinder 5,
And a second displacer 10 reciprocating in the second cylinder 6. The first displacer 9 and the second displacer 10 are connected in the axial direction by a connecting member 11.

第1ディスプレーサ9の内側には、軸方向に延びる流
体通路12が形成されており、この流体通路12には、銅メ
ッシュ等で形成された蓄冷材13が収容されている。
A fluid passage 12 extending in the axial direction is formed inside the first displacer 9, and a cold storage material 13 made of a copper mesh or the like is accommodated in the fluid passage 12.

同様に、第2ディスプレーサ10の内側にも軸方向に延
びる流体通路14が形成されており、この流体通路14内に
は球状の鉛などで形成された蓄冷材15が収容されてい
る。
Similarly, a fluid passage 14 extending in the axial direction is formed inside the second displacer 10, and a cold storage material 15 formed of spherical lead or the like is accommodated in the fluid passage 14.

第1ディスプレーサ9の外周面と第1シリンダ5の内
周面との間および第2ディスプレーサ10の外周面と第2
シリンダ6の内周面との間には、それぞれシール機構1
6,17が接着されている。
Between the outer peripheral surface of the first displacer 9 and the inner peripheral surface of the first cylinder 5 and between the outer peripheral surface of the second displacer 10 and the second
A seal mechanism 1 is provided between the cylinder 6 and the inner peripheral surface.
6,17 are glued.

第1ディスプレーサ9の上端は、往復駆動軸18に連結
されており、往復駆動軸18の外周面と駆動部ケーシング
42との間にシール機構27が装着されている。
The upper end of the first displacer 9 is connected to the reciprocating drive shaft 18, and the outer peripheral surface of the reciprocating drive shaft 18 is connected to the drive casing.
The seal mechanism 27 is mounted between the seal mechanism 27 and.

上記往復駆動軸18の上部は、コの字形のスライダー部
19で形成されており、スライダー部19内に偏心カム22に
取り付けられたベアリング21が入っている。
The upper part of the reciprocating drive shaft 18 has a U-shaped slider part.
The bearing 21 is attached to the eccentric cam 22 in the slider portion 19.

偏心カム22の前にはもう1つの吸排気作動用備心カム
23を設けこの偏心カム23は、モータ24の軸に取付けられ
ている。
In front of the eccentric cam 22, another auxiliary cam for intake and exhaust operation
The eccentric cam 23 is provided on the shaft of the motor 24.

駆動部ケーシング42の側壁部には前述の吸排気作動用
偏心カム23と連動するシュプール弁25が設けられてお
り、このシュプール弁25の上下動作によりシリンダー3
内と圧縮機30間の循環系を構成するもので、すなわち冷
媒ガスはシュプール弁25の動きにより圧縮された高圧ガ
スがシュプール弁25の通路を通りシリンダー3内に導入
され、また逆に通路を通り駆動部空間41を経由して低圧
ガスとなり圧縮機30に戻る。
A spur valve 25 is provided on the side wall of the drive unit casing 42 in conjunction with the above-described eccentric cam 23 for intake and exhaust operations.
The refrigerant gas forms a circulation system between the inside and the compressor 30, that is, a high-pressure gas compressed by the movement of the spur valve 25 is introduced into the cylinder 3 through the passage of the spur valve 25, and vice versa. The gas becomes low-pressure gas via the drive section space 41 and returns to the compressor 30.

つまりシュプール弁25の開閉はディスプレーサ4の往
復動との関連において後述する関係に制御される。
That is, the opening and closing of the spur valve 25 is controlled in a relationship described later in relation to the reciprocation of the displacer 4.

次に上記のように構成された冷凍機の動作について簡
単に説明する。この冷凍機では寒冷の発生する部分、つ
まり冷却面に供給される部分は、第1ステージ7と第2
ステージ8とである。これらは、熱負荷の無い場合にそ
れぞれ30K、8K程度までに冷える。このため、第1ディ
スプレーサ9の図中上下端間には、常温(300K)から30
Kまで温度勾配がつき、また第2ディスプレーサ10の図
中上下端間には30Kから8Kまでの温度勾配がつく。
Next, the operation of the refrigerator configured as described above will be briefly described. In this refrigerator, the part where cold occurs, that is, the part supplied to the cooling surface, is connected to the first stage 7 and the second stage.
Stage 8. These cool to about 30K and 8K, respectively, when there is no heat load. For this reason, the temperature between the upper and lower ends of the first displacer 9 in the drawing is set to 30 ° C from normal temperature (300K).
A temperature gradient is formed up to K, and a temperature gradient from 30K to 8K is formed between the upper and lower ends of the second displacer 10 in the drawing.

ただし、この温度は、各段の熱負荷によって変化し、
通常1段ステージ7では、30〜80K、2段ステージ8で
は、8〜20Kの間となる。
However, this temperature varies depending on the heat load of each stage,
Usually, in the first stage 7, it is between 30 and 80K, and in the second stage 8 it is between 8 and 20K.

モータ24の軸に取り付けられた偏心カム22が、ベアリ
ング21を伴いコの字形のスライダー部19の内面をモータ
軸を中心として偏心運動することにより、往復駆動軸18
は上下の運動を行ない、結局、往復駆動軸18に連結され
たディスプレーサ4がシリンダ3内を往復動することに
なる。
The eccentric cam 22 attached to the shaft of the motor 24 eccentrically moves the inner surface of the U-shaped slider portion 19 with the bearing 21 around the motor shaft, thereby reciprocating the drive shaft 18.
Moves up and down, and eventually, the displacer 4 connected to the reciprocating drive shaft 18 reciprocates in the cylinder 3.

ディスプレーサ4が上死点にあるとき、シュプール弁
25が吸気側になり高圧のヘリウムガスがシリンダ3内に
流入する。次に、ディスプレーサ4が下死点へと移動す
る。前述の如く、第1ディスプレーサ9の外周面と第1
シリンダ5の内周面との間および第2ディスプレーサ10
の外周面と第2シリンダ6の内周面との間にはそれぞれ
シール機構16、17が装着されている。このためディスプ
レーサ4が下死点へ移動することにより、高圧のヘリウ
ムガスは、第1ディスプレーサ9の内部に形成された流
体通路12、および第2ディスプレーサ10の内部に形成さ
れた流体通路14を通り第1ディスプレーサ9と第2ディ
スプレーサ10との間に形成された1段膨張室35、および
第2ディスプレーサ10と第2シリンダ6の先端壁との間
に形成された2段膨張室36へと流れる。この流れに伴な
って高圧のヘリウムガスは、蓄冷材13、14により冷却さ
れ、結局1段膨張室35に流れ込んだ高圧ヘリウムガスは
30K程度に、また2段膨張室36に流れ込んだ高圧ヘリウ
ムガスは8K程度に冷却される。
Spur valve when displacer 4 is at top dead center
High pressure helium gas flows into the cylinder 3 at the intake side 25. Next, the displacer 4 moves to the bottom dead center. As described above, the outer peripheral surface of the first displacer 9 is
Between the inner peripheral surface of the cylinder 5 and the second displacer 10
Sealing mechanisms 16 and 17 are mounted between the outer peripheral surface of the second cylinder 6 and the inner peripheral surface of the second cylinder 6, respectively. Therefore, when the displacer 4 moves to the bottom dead center, the high-pressure helium gas passes through the fluid passage 12 formed inside the first displacer 9 and the fluid passage 14 formed inside the second displacer 10. It flows into a one-stage expansion chamber 35 formed between the first displacer 9 and the second displacer 10 and into a two-stage expansion chamber 36 formed between the second displacer 10 and the tip wall of the second cylinder 6. . With this flow, the high-pressure helium gas is cooled by the regenerators 13 and 14, and eventually the high-pressure helium gas flowing into the first-stage expansion chamber 35 is
The high-pressure helium gas flowing into the two-stage expansion chamber 36 is cooled to about 30K and about 8K.

ここでシュプール弁25は吸排気作動用偏心カム23と連
動して排気側となり、1段膨張室35、および2段膨張室
36内の高圧ヘリウムガスが膨張し寒冷を発生する。この
寒冷によって第1ステージ7、および第2ステージ8が
冷却される。そしてディスプレーサ4が再び上死点へと
移動し、これに伴ない1段膨張室35内、および2段膨張
室36内のヘリウムガスが排除される。膨張したヘリウム
ガスは蓄冷材13,15により暖められ流体通路12,14および
駆動部空間41を通り排出される。そして、このような動
作を繰り返すことにより冷凍が連続して行われることに
なる。
Here, the spur valve 25 is on the exhaust side in conjunction with the eccentric cam 23 for intake / exhaust operation, and is a one-stage expansion chamber 35 and a two-stage expansion chamber.
The high-pressure helium gas in 36 expands and generates cold. The first stage 7 and the second stage 8 are cooled by this cold. Then, the displacer 4 moves to the top dead center again, and the helium gas in the first-stage expansion chamber 35 and the second-stage expansion chamber 36 is removed accordingly. The expanded helium gas is heated by the cold storage materials 13 and 15 and discharged through the fluid passages 12 and 14 and the drive space 41. Then, by repeating such an operation, freezing is continuously performed.

このタイプの冷凍機は、超電導マグネットの冷却や、
赤外線センサの冷却あるいは、またクライオポンプの冷
却源等として使用することができ有望視されている。
This type of refrigerator cools the superconducting magnet,
It can be used as a cooling source for an infrared sensor or as a cooling source for a cryopump, and is considered to be promising.

(発明が解決しようとする課題) このように構成される冷凍機では次のような問題があ
った。すなわち (1)偏心カムとバネ等を使用した構造でシュプール弁
を構成しているため、ディスプレーサの運動とは間接的
で信頼性に欠ける。
(Problem to be Solved by the Invention) The refrigerator configured as described above has the following problems. That is, (1) Since the spur valve is constituted by a structure using an eccentric cam and a spring, the movement of the displacer is indirect and lacks reliability.

(2)またシュプール弁は上下運動シールのため、シー
ル性能に不安があり性能低下を招く恐れがある。
(2) Further, since the spur valve is a vertically moving seal, there is a possibility that the sealing performance is uneasy and the performance is reduced.

(3)さらに、駆動部としてシュプール弁のしめる割合
が大きく全体が大型化し、保守、点検も容易でない。
(3) Further, the proportion of the spur valve as a drive unit is large and the whole is large, so that maintenance and inspection are not easy.

本発明は上述した課題を解決する目的でなされ、ピス
トンの往復動と直接的に連動して揺動する吸、排気弁に
することにより、性能向上、信頼性向上を図るとともに
駆動部の簡素化、小型化を実現できる冷凍機を提供する
ことを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and has a suction and exhaust valve that swings in direct association with the reciprocating motion of a piston, thereby improving performance and reliability and simplifying a driving unit. It is another object of the present invention to provide a refrigerator capable of realizing miniaturization.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明の第1の冷凍機にあっては、シリンダーと、前
記シリンダー内を所定方向に往復運動可能なディスプレ
ーサと、前記ディスプレーサに一端が取付けられる駆動
軸と、前記ディスプレーサ内に設けられる蓄冷器と、駆
動手段からの回転駆動力を往復運動に変換して前記駆動
軸に伝達する変換機構と、前記駆動軸の他端近傍に取付
けられ、前記駆動軸の周囲に回転自在に設けられたシー
ル体が前記駆動軸の運動に対する所望のタイミングで、
前記シリンダー内と外部とを連通し、前記シリンダー内
と外部との間でガスの吸排気を行なう吸排気手段と、か
ら成る。
(Means for Solving the Problems) In a first refrigerator of the present invention, a cylinder, a displacer capable of reciprocating in a predetermined direction in the cylinder, a drive shaft having one end attached to the displacer, A regenerator provided in the displacer, a conversion mechanism for converting a rotational driving force from a driving unit into a reciprocating motion and transmitting the reciprocating motion to the driving shaft, and mounted near the other end of the driving shaft; At a desired timing with respect to the movement of the drive shaft,
Suction / exhaust means for communicating between the inside and the outside of the cylinder and sucking / exhausting gas between the inside and the outside of the cylinder.

また、本発明の第2の冷凍機にあっては、シリンダー
と、前記シリンダー内を所定方向に往復運動可能なディ
スプレーサと、前記ディスプレーサに取付けられる駆動
軸と、前記ディスプレーサ内に設けられる蓄冷器と、駆
動手段からの回転駆動力を往復運動に変換して前記駆動
軸に伝達する変換機構と、前記駆動軸の周囲に回転自在
に設けられるシール体が前記駆動軸の運動に対する所望
のタイミングで、前記シリンダー内と外部とを連通し、
前記シリンダー内と外部との間でガスの吸排気を行なう
吸排気手段と、から成る。
Further, in the second refrigerator of the present invention, a cylinder, a displacer capable of reciprocating in the cylinder in a predetermined direction, a drive shaft attached to the displacer, and a regenerator provided in the displacer. A conversion mechanism that converts the rotational driving force from the driving means into reciprocating motion and transmits the reciprocating motion to the driving shaft, and a seal body rotatably provided around the driving shaft, at a desired timing with respect to the motion of the driving shaft, Communicating the inside and outside of the cylinder,
Suction and exhaust means for sucking and discharging gas between the inside and outside of the cylinder.

さらに、前記吸排気手段は、前記駆動軸の周囲に回転
自在なシール体と、前記駆動軸から突出したガイド手段
と、前記シール体に前記ガイド手段と係合するように設
けられ、前記ガイド手段の往復運動により前記シール体
が所望のタイミングで回転する形状に形成されたカム手
段と、前記シール体が前記所望のタイミングで回動した
時に、ガス導入口およびガス排出口のどちらか一方に連
通する連通手段と、から成り、前記連通手段を通して前
記シリンダー内部にガスを導入あるいは排出を行なうこ
とを特徴としている。
Further, the suction / exhaust means is provided so as to be rotatable around the drive shaft, guide means protruding from the drive shaft, and provided on the seal body so as to engage with the guide means, A cam means formed to rotate the seal at a desired timing by the reciprocating motion of the seal, and communicating with one of a gas inlet and a gas outlet when the seal rotates at the desired timing. And gas is introduced or discharged into the cylinder through the communication means.

(作用) このように構成されたものによれば、ディスプレーサ
に直結した駆動軸の先端に吸排気弁を設けたことにより
直接的となり信頼性は向上する。
(Operation) According to the configuration described above, since the intake / exhaust valve is provided at the tip of the drive shaft directly connected to the displacer, the drive becomes direct and the reliability is improved.

また、本吸排気弁は揺動シールのためシール性能は向
上し、性能アップとなる。
Further, since the intake / exhaust valve is a swinging seal, the sealing performance is improved, and the performance is improved.

しかも駆動軸芯上に設けることが可能となり、偏心カ
ム等不用となり簡素化、小型化が可能となる。
In addition, it can be provided on the drive shaft core, and eccentric cams and the like are not required, so that simplification and downsizing can be achieved.

さらに駆動部側とディスプレーサ側とは圧力差が生じ
ないようになるため、モータ容量は小さくすることがで
き、しかも駆動部は大気放出とすることが可能となり大
幅な小型化、簡素化ができる。
Further, since no pressure difference is generated between the drive unit side and the displacer side, the motor capacity can be reduced, and the drive unit can be discharged to the atmosphere, so that the size and size can be greatly reduced and simplified.

(実施例) 以下図面を参照しながら本発明の一実施例を説明す
る。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお、第5図の従来と同一部材には同一符号を付し、
重複する説明は省略する。
Note that the same members as those of the conventional device shown in FIG.
Duplicate description will be omitted.

第1図には、本発明の一実施例に係る冷凍機が示して
ある。
FIG. 1 shows a refrigerator according to one embodiment of the present invention.

この実施例に係る冷凍機が従来の冷凍機と異なる点
は、シュプール弁25のかわりに往復駆動軸18の先端に新
たな吸,排気弁50を設けたことである。この往復駆動軸
18の中心には、第1,2シリンダー5,6内に通じる通路51を
設けている。
The refrigerator according to this embodiment differs from the conventional refrigerator in that a new intake / exhaust valve 50 is provided at the tip of the reciprocating drive shaft 18 instead of the spur valve 25. This reciprocating drive shaft
At the center of 18, a passage 51 communicating with the first and second cylinders 5, 6 is provided.

次に第2図以下に吸,排気弁部50の詳細を示す。 Next, details of the intake and exhaust valve section 50 are shown in FIG.

往復駆動軸18の先端にはガイドピン52が固定されてお
り、このガイドピン52を包みこむようにシール体53が設
けられている。
A guide pin 52 is fixed to the end of the reciprocating drive shaft 18, and a seal body 53 is provided so as to surround the guide pin 52.

上記シール体53の内側には、ガイドピン52によって適
切タイミングで揺動するように考慮したカム溝54(第3
図にカム溝54の展開図を示す。)がシール体53の内側に
設けられており、これにより、駆動軸18の往復運動と合
わせてシール体53全体が揺動することになる。またシー
ル体53の外側には、1ケの溝60を設け、揺動に合わせて
フタ55側に設けたガス導入通路56,ガス排出通路57と溝6
0とが合致し、連通するようになっている。しかもガス
導入通路56とガス排出通路57の間はシール体53が揺動し
ながらシールしていることとなる。
In the inside of the seal body 53, a cam groove 54 (third side) is taken into consideration so as to swing at an appropriate timing by the guide pin 52.
The development of the cam groove 54 is shown in FIG. ) Is provided inside the seal body 53, whereby the entire seal body 53 swings together with the reciprocating motion of the drive shaft 18. One groove 60 is provided outside the seal body 53, and the gas introduction passage 56, the gas discharge passage 57, and the groove 6 provided on the lid 55 side in accordance with the swing.
0 matches and communicates. In addition, the seal body 53 seals between the gas introduction passage 56 and the gas discharge passage 57 while swinging.

すなわち、往復駆動軸18の上下運動によりこの駆動軸
18の先端に設けたシール体53がガイドピン52とカム溝54
によって適切なタイミングで揺動し、これによって、シ
ール体53の外側に設けた1ケの溝60とフタ55側に設けた
ガス導排出通路57,56とが適切なタイミングで連通し、
さらに駆動軸18の中心の通路51を経て第1,第2シリンダ
ー5,6内が通じてガスの通路が確保され適切なサイクル
をくり返すことが可能となる。
That is, the drive shaft is moved up and down by the reciprocating drive shaft 18.
The seal body 53 provided at the tip of 18 is provided with a guide pin 52 and a cam groove 54.
Swinging at an appropriate timing, whereby one groove 60 provided on the outside of the seal body 53 communicates with the gas conducting / discharging passages 57 and 56 provided on the lid 55 side at an appropriate timing.
Further, the inside of the first and second cylinders 5 and 6 communicates through the passage 51 at the center of the drive shaft 18, so that a gas passage is secured, and an appropriate cycle can be repeated.

この結果、従来のシュプール弁25による上下運動シー
ル方式からシール体53の揺動シール方式となるためシー
ル性能は向上する。
As a result, the sealing performance is improved since the conventional sealing method using the spur valve 25 is replaced with the swinging sealing method of the sealing body 53.

また、シュプール弁25では、吸排気作動用偏心カム23
とバネにより、間接的(結びついていない)に駆動され
ているが本実施例では上述のように直結した構造となり
確実性が増す。
The spur valve 25 has an eccentric cam 23 for intake and exhaust operation.
However, in this embodiment, the structure is directly connected as described above, and the reliability is increased.

この他、駆動軸18の上下間の圧力は従来は、シリンダ
内の圧力が変動するのに対して、駆動軸18の上端は低圧
力で一定であって、結果として駆動軸18の上下間で圧力
差が生じていたが、上記実施例では駆動軸18の上端に吸
排気弁50を設けたために駆動軸18の上下間の圧力は、同
じように変化して差圧が生じない構造となり、モータ容
量は小さくできる。しかも、従来駆動部はガス通路空間
となってケーシング42によって全体が密封されていた
が、本実施例では、先端部のみが密封されていればよく
その他の部分は、大気中に配置されている。なおこの作
用、効果は、吸排気弁の種類、方式等には限定されるこ
となく駆動軸18の上端に吸排気手段を設けたことにより
得られるため吸排気手段は他のものでもよい。
In addition, the pressure between the upper and lower portions of the drive shaft 18 is conventionally the pressure in the cylinder fluctuating, whereas the upper end of the drive shaft 18 is constant at a low pressure. Although a pressure difference has occurred, in the above embodiment, since the intake and exhaust valve 50 is provided at the upper end of the drive shaft 18, the pressure between the upper and lower sides of the drive shaft 18 changes in the same manner, so that a differential pressure is not generated, The motor capacity can be reduced. In addition, the conventional drive unit is a gas passage space and is entirely sealed by the casing 42. However, in the present embodiment, only the distal end needs to be sealed, and the other parts are arranged in the atmosphere. . This operation and effect are obtained by providing the intake / exhaust means at the upper end of the drive shaft 18 without being limited to the type, system, etc. of the intake / exhaust valve.

従って駆動部全体は大幅な小型化,簡素化が可能とな
る。
Therefore, the entire drive unit can be significantly reduced in size and simplified.

なお、この揺動シール方式の吸排気弁50は駆動軸18の
上端に設けなくとも駆動軸18の途中等に設けてもシール
性能の向上が図れる。
It should be noted that the sealing performance can be improved even if the oscillating seal type intake / exhaust valve 50 is not provided at the upper end of the drive shaft 18 but is provided in the middle of the drive shaft 18 or the like.

以上述べたように本発明によれば、吸排気方式は、 (1)上下運動シール方式から揺動シール方式となりシ
ール性能の向上が図れ、しいては性能アップとなる。
As described above, according to the present invention, (1) the vertical movement seal system is changed from the vertical movement seal system to the swing seal system, whereby the sealing performance can be improved, and the performance can be improved.

(2)また、間接的な構造から直接的に往復動と直結し
た構造となり、確実性が増し信頼性が向上する。
(2) In addition, the structure is directly connected to the reciprocating motion from the indirect structure, so that reliability is improved and reliability is improved.

(3)さらに、駆動軸18の上端に吸排気弁50を設けたた
め駆動軸の上下間で差圧が生じない構造となり、モータ
容量を小さくできる他、密封部分を限られた部分とする
ことが可能となり、駆動部および全体は大幅な小型化、
簡素化が図れ、保守、点検も容易となり、経済性も大幅
に向上した冷凍機が実現できる。
(3) Further, since the intake / exhaust valve 50 is provided at the upper end of the drive shaft 18, there is no differential pressure between the upper and lower portions of the drive shaft, so that the motor capacity can be reduced and the sealed portion can be limited. Possible, the drive unit and the whole are greatly reduced in size,
Simplification, maintenance and inspection are easy, and a refrigerator with greatly improved economic efficiency can be realized.

なお、本発明は上記実施例に限定されることなくその
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して用いることができ
る。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified and used without departing from the scope of the invention.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳述したように本発明によれば、シール性能信頼
性が向上するとともに駆動力の容量を小さく、また全体
として小型な冷凍機が実現される。
As described in detail above, according to the present invention, a refrigerator having improved sealing performance reliability, a reduced driving force capacity, and a small overall size is realized.

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

第1図は本発明の一実施例に係る冷凍機を示す概略図、
第2図は、本発明の冷凍機の吸排気手段を示す概略図、
第3図は、本発明の冷凍機の吸排気手段におけるカム溝
の展開図、第4図は、同吸排気手段の通路断面を示す概
略断面図、第5図は従来の冷凍機を示す概略図である。 1……コールドヘッド、2……冷媒ガス導排出系、3…
…シリンダ、4……ディスプレーサ、5……第1シリン
ダ、6……第2シリンダ、7……第1ステージ、8……
第2ステージ、9……第1ディスプレーサ、10……第2
ディスプレーサ、11……連結金具、13,15……蓄冷材、1
6,17,27……シール部材、18……往復駆動軸、19……ス
ライダー部(往復運動部)、21……ベアリング、22……
偏心カム(変換機構)、24……モータ(駆動手段) 50……吸排気弁(吸排気手段) 52……ガイドピン(ガイド手段)(吸排気手段) 53……シール体(吸排気手段) 54……カム溝(カム手段)、56……ガス導入通路、57…
…ガス排出通路、60……溝(連通手段)。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a refrigerator according to one embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic diagram showing intake and exhaust means of the refrigerator of the present invention,
FIG. 3 is a development view of a cam groove in the intake / exhaust means of the refrigerator of the present invention, FIG. 4 is a schematic sectional view showing a passage section of the intake / exhaust means, and FIG. 5 is a schematic view showing a conventional refrigerator. FIG. 1 ... cold head, 2 ... refrigerant gas guide and discharge system, 3 ...
... Cylinder, 4 ... Displacer, 5 ... First cylinder, 6 ... Second cylinder, 7 ... First stage, 8 ...
2nd stage, 9 ... 1st displacer, 10 ... 2nd
Displacer, 11… Connecting bracket, 13,15 …… Cooling material, 1
6, 17, 27: Seal member, 18: Reciprocating drive shaft, 19: Slider part (reciprocating part), 21: Bearing, 22 ...
Eccentric cam (conversion mechanism), 24 motor (drive means) 50 intake / exhaust valve (intake / exhaust means) 52 guide pin (guide means) (intake / exhaust means) 53 seal body (intake / exhaust means) 54 ... Cam groove (cam means), 56 ... Gas introduction passage, 57 ...
... gas discharge passage, 60 ... groove (communication means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F25B 9/14 530──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F25B 9/14 530

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シリンダーと、 前記シリンダー内を所定方向に往復運動可能なディスプ
レーサと、 前記ディスプレーサに一端が取付けられる駆動軸と、 前記ディスプレーサ内に設けられる蓄冷器と、 前記駆動軸の他端近傍に取付けられ、前記駆動軸の周囲
に回転自在に設けられたシール体が、前記駆動軸の往復
運動に対して直接的に連動し所望のタイミングで回転す
ることで、前記シリンダー内と外部とを連通し、前記シ
リンダー内と外部との間でガスの吸排気を行なう吸排気
手段と、 前記駆動軸を介して、前記シール体を駆動する駆動手段
と、 駆動手段からの回転駆動力を往復運動に変換して前記駆
動軸に伝達する変換機構と、 から成ることを特徴とする冷凍機。
1. A cylinder, a displacer reciprocally movable in a predetermined direction in the cylinder, a drive shaft having one end attached to the displacer, a regenerator provided in the displacer, and a vicinity of the other end of the drive shaft. The seal body, which is attached to the drive shaft and is rotatably provided around the drive shaft, is directly linked to the reciprocating motion of the drive shaft and rotates at a desired timing, thereby connecting the inside and the outside of the cylinder. A suction / exhaust means for communicating and sucking / exhausting gas between the inside and the outside of the cylinder; a drive means for driving the seal body via the drive shaft; and a reciprocating rotational drive force from the drive means. And a conversion mechanism for converting the transmission into the drive shaft and transmitting the transmission to the drive shaft.
【請求項2】シリンダーと、 前記シリンダー内を所定方向に往復運動可能なディスプ
レーサと、 前記ディスプレーサに取付けられる駆動軸と、 前記ディスプレーサ内に設けられる蓄冷器と、 前記駆動軸の周囲に回転自在に設けられるシール体が、
前記駆動軸の往復運動に対して直接的に連動し、所望の
タイミングで回転することで、前記シリンダー内と外部
とを連通し、前記シリンダー内と外部との間でガスの吸
排気を行なう吸排気手段と、 前記駆動軸を介して、前記シール体を駆動する駆動手段
と、 前記駆動手段からの回転駆動力を往復運動に変換して前
記駆動軸に伝達する変換機構と、 から成ることを特徴とする冷凍機。
2. A cylinder, a displacer capable of reciprocating in the cylinder in a predetermined direction, a drive shaft attached to the displacer, a regenerator provided in the displacer, and rotatable around the drive shaft. The seal body provided is
By directly interlocking with the reciprocating motion of the drive shaft and rotating at a desired timing, the inside and outside of the cylinder communicate with each other, and the suction and exhaust of gas between the inside and outside of the cylinder are performed. Exhaust means; drive means for driving the seal body via the drive shaft; and a conversion mechanism for converting rotational driving force from the drive means into reciprocating motion and transmitting the reciprocating motion to the drive shaft. Characterized refrigerator.
【請求項3】前記吸排気手段は、 前記駆動軸の周囲に回転自在なシール体と、 前記駆動軸から突出したガイド手段と、 前記シール体に前記ガイド手段と係合するように設けら
れ、前記ガイド手段の往復運動により前記シール体が所
望のタイミングで回動する形状に形成されたカム手段
と、 前記シール体が前記所望のタイミングで回動した時に、
ガス導入口およびガス排出口のどちらか一方に連通する
連通手段と、 から成り、前記連通手段を通して前記シリンダー内部に
ガスを導入あるいは排出を行なうことを特徴とする請求
項1あるいは請求項2記載の冷凍機。
3. The intake / exhaust means is provided so as to be rotatable around the drive shaft, guide means protruding from the drive shaft, and provided on the seal body so as to engage with the guide means. A cam means formed in a shape in which the seal body rotates at a desired timing by the reciprocating motion of the guide means, and when the seal body rotates at the desired timing,
3. A communication means communicating with either one of a gas inlet and a gas outlet, and wherein the gas is introduced or discharged into the cylinder through the communication means. refrigerator.
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