JP2785779B2 - スターリング冷凍機及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機と膨張機と
が連結管によって連結されて成るスターリング冷凍機及
びその製造方法に係り、特に、圧縮機における連結管の
接続部分の構造及びその構造を得るための製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、極低温レベルの寒冷を発生さ
せる小型冷凍機の一種として、例えば特開平４−２６３
７５１号公報に開示されているフリーディスプレーサ型
スターリング冷凍機が知られている。この冷凍機は、冷
媒ガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機から吐出された冷
媒ガスを膨張させる膨張機とが連結管によって連結され
て構成される。

【０００３】上記圧縮機は、密閉円筒状のケーシング内
に圧縮機構が収容されており、圧縮機構内部の圧縮室で
発生したガス圧を連結管により膨張機に供給している。
また、特に、上述した公報に開示されているように互い
に対向配置された一対のピストン間に圧縮室を形成して
いるものでは、圧縮機ケーシングの外周面に連結管が接
続されることになる。そして、この圧縮機ケーシングの
外周面と連結管との接続部分には冷媒漏れが発生しない
ようにＯリング等を使用したシール構造を採用してお
り、このＯリング等を配置するための平坦面を圧縮機ケ
ーシングの外周面に形成しておく必要がある。

【０００４】そして、従来、この平坦面を確保するため
の構造としては、図７及び図８（図８は図７におけるVI
II-VIII 線断面図）に示すように、ケーシング(a) の外
周面の一部を切除することによって所定面積を有する平
坦面で成る連結管接続面(b)を形成していた。このケー
シング(a) の製作工程としては、先ず、ケーシング素材
を旋盤による切削作業によって円筒状に形成し、その
後、その外周面の一部を切除して連結管接続面(b) を形
成し、更に、その後、この連結管接続面(b) の中央部に
ガス吐出孔(c) を形成する。そして、連結管(d) （図８
の仮想線参照）がガス吐出孔(c) に連通するように、該
連結管(d) を連結管接続面(b) に接続する。つまり、こ
の連結管接続面(b) に図示しないＯリングやメタルシー
ルを介して連結管(d) のフランジ部(e) を重ね合わせる
ことで、この連結部分のシール性を確保しながら連結管
(d) をケーシング(a) に接続していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構造では、連結管接続面(b) を形成するためにケー
シング(a) の外周面の一部を切除しているので、この部
分の厚さ寸法（図８における寸法t1）が、その他の部分
の寸法(t2)よりも小さくなる。また、ケーシング(a) に
は、その強度を維持するために必要最小肉厚寸法が必要
である。このため、最も肉厚寸法が小さくなる連結管接
続面(b) の形成部分（厚さ寸法t1の部分）を、この必要
最小肉厚寸法に設定することになるが、この場合、上記
切除される寸法(t2-t1) を考慮してケーシングの厚さ寸
法(t2)を予め大きく設定しておく必要がある。つまり、
連結管(d) の接続部分以外の部分の厚さ寸法を大きく設
定しておく必要があるために、ケーシング(a) の重量が
大きくなってしまい、圧縮機全体の重量を軽減するには
限界があった。

【０００６】また、上述のようにケーシングを作製した
後、このケーシング全体の厚さ寸法を必要最小肉厚寸法
まで切削加工することも考えられるが、この作業は極め
て困難であり、加工作業の煩雑化及び加工コストの増加
を招くことになり実用的ではない。

【０００７】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、簡単な加工作業でもって、圧縮機ケーシン
グの外周面に連結管接続用の平坦面を形成しながらケー
シング重量の軽減を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、圧縮機ケーシングの外周
面のうち連結管を接続するための部分のみを周方向に亘
って厚肉に形成しておき、この厚肉部分の一部を切除す
ることによって連結管接続用の平坦面を形成するように
した。

【０００９】具体的に、請求項１記載の発明は、円筒状
のケーシング(3) 内に圧縮機構を備えて成る圧縮機(1)
の外周面と膨張機(2) とが連結管(9) によって連結さ
れ、圧縮機(1) で圧縮した冷媒を連結管(9) により膨張
機(2) に供給し、該膨張機(2)において冷媒を膨張させ
て寒冷を発生するスターリング冷凍機を前提としてい
る。そして、上記ケーシング(3) に、外周面の一部が外
周側に膨出して周方向に延びる厚肉部分(18a) を備えた
帯状部(18)を形成し、該帯状部(18)に、厚肉部分(18a)
の外表面の一部を切除して、連結管(9) を接続するため
の平坦面の連結管接続面(17)を形成した構成としてい
る。

【００１０】このような構成により、スターリング冷凍
機の駆動時には、圧縮機(1) で圧縮した冷媒が連結管
(9) により膨張機(2) に供給され、該膨張機(2) におい
て冷媒が膨張することにより寒冷が発生することにな
る。また、連結管(9) を接続するために圧縮機(1) のケ
ーシング(3) に設けられた連結管接続面(17)は、ケーシ
ング(3) の外周面の一部が外周側に膨出して周方向に延
びる厚肉部分(18a) の外表面の一部を切除することで形
成されている。このため、この厚肉部分(18a) が形成さ
れている帯状部(18)以外の部分を厚肉に形成しておく必
要はない。つまり、この帯状部(18)以外の部分を必要最
小肉厚に設定しておくことができ、ケーシング(3) 全体
を薄肉にするための後加工を必要とすることなしに、連
結管接続面(17)を確保しながらケーシング(3) の軽量化
を図ることができる。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
のスターリング冷凍機において、ケーシング(3) におけ
る帯状部(18)以外の部分を、必要最小肉厚寸法に設定さ
れた薄肉部(19)に形成し、上記帯状部(18)の幅寸法を、
連結管接続面(17)におけるケーシング(3) の軸線方向の
寸法を少なくとも連結管(9) を接続するための必要寸法
以上になるように設定する。また、上記厚肉部分(18a)
の厚さ寸法を、連結管接続面(17)の中央部分の肉厚が薄
肉部(19)の肉厚寸法に一致し、且つ連結管接続面(17)に
おけるケーシング(3) の横断方向の寸法が少なくとも連
結管(9) を接続するための必要寸法以上になるように設
定する構成としている。

【００１２】この構成により、薄肉部(19)の厚さ寸法が
必要最小肉厚寸法に設定され、また、厚肉部分(18a) の
厚さ寸法が、連結管接続面(17)の最小肉厚部分を必要最
小肉厚寸法にするように設定されている。つまり、薄肉
部(19)及び帯状部(18)共に必要最小限の肉厚寸法に設定
されることになり、後加工を必要とせず可能な限りケー
シング(3) の軽量化を図ることができる。

【００１３】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
のスターリング冷凍機において、帯状部(18)に、厚肉部
分(18a) の周方向を複数箇所で切除して複数の平坦面(1
7,18b,18b,…) を形成し、この複数の平坦面(17,18b,18
b,…) のうち１つを連結管接続面(17)とした構成として
いる。

【００１４】この構成により、簡単な後加工によって厚
肉部分(18a) の体積を削減することができるので、更な
るケーシング(3) の軽量化が可能になる。

【００１５】請求項４記載の発明は、上記請求項１記載
のスターリング冷凍機において、圧縮機(1) に、ケーシ
ング(3) 内に配設されたシリンダ部材(4) と、該シリン
ダ部材(4) の内部に先端部分が挿入された状態で、該シ
リンダ部材(4) に対して相対的な往復動が可能となるよ
うに配設され、このシリンダ部材(4) との間で圧縮室
(7) を形成するピストン(6) と、該ピストン(6) を上記
ケーシング(3) に対して往復動可能に弾性支持する弾性
手段(14)と、上記シリンダ部材(4) における圧縮室(7)
の外周側に形成された凹陥部(4d)と、該凹陥部(4d)に配
設され、上記シリンダ部材(4) を継鉄部として磁気回路
を形成する磁石(11)と、上記ピストン(6)の後端部分か
ら外周側に延びる底部(21)と、該底部(21)の外周端から
凹陥部(4d)内に向かって延びる円筒部(20)とを有するボ
ビン(13)と、該ボビン(13)に設けられ、上記磁気回路の
磁界内に位置されるように磁石(11)と対向して配置され
たコイル(12)とを備えさせ、該コイル(12)に電流を供給
することによってピストン(6) をシリンダ部材(4) に対
して相対的に往復動させて圧縮室(7) 内で冷媒を圧縮す
る構成としている。

【００１６】この構成により、圧縮機(1) による冷媒の
圧縮動作を具体的に得ることができる。つまり、コイル
(12)に電流を供給することによって、弾性手段(14)によ
って弾性支持されたピストン(6) をシリンダ部材(4) に
対して相対的に往復動させて圧縮室(7) 内で冷媒を圧縮
し、この冷媒の圧力が膨張機(2) に作用することにな
る。

【００１７】請求項５記載の発明は、円筒状のケーシン
グ(3) 内に圧縮機構を備えて成る圧縮機(1) の外周面と
膨張機(2) とが連結管(9) によって連結され、圧縮機
(1) で圧縮した冷媒を連結管(9) により膨張機(2) に供
給し、該膨張機(2) において冷媒を膨張させて寒冷を発
生するスターリング冷凍機の製造方法を前提としてい
る。そして、上記ケーシング(3) は、円筒中空体の素管
の外周面の一部を残して該外周面を切削し、必要最小肉
厚の薄肉部(19)を形成した後、上記残存した外周面の一
部に薄肉部(19)よりも厚肉の帯状部(18)を形成し、その
後、帯状部(18)の一部の厚肉部分(18a) を切除して平坦
面の連結管接続面(17)を形成し、この連結管接続面(17)
に連結管(9) を接続するようにしている。

【００１８】この方法によれば、上述した請求項１記載
の発明と同様に、帯状部(18)以外の部分を必要最小肉厚
に設定しておくことができ、ケーシング(3) 全体を薄肉
にするための後加工を必要とすることなしに、連結管接
続面(17)を確保しながらケーシング(3) の軽量化を図る
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）次に、本発明の第１実施形態を図面に
基いて説明する。図１及び図２は本実施形態に係るスタ
ーリング冷凍機用の圧縮機(1) 及び膨張機(2) を夫々示
している。先ず、圧縮機(1) について説明する。この圧
縮機(1) はピストン対向型のリニアモータ圧縮機で成っ
ており、密閉円筒状のケーシング(3) を有し、このケー
シング(3) の内部に、シリンダ部材(4) が配設されてい
る。また、上記ケーシング(3) は、両端が開放された円
筒体(3a)と、該円筒体(3a)両端の開放部を閉塞する円板
状の閉塞板(3b,3b) とを備えて成る。また、シリンダ部
材(4) は、純鉄で構成され、ケーシング(3) の内壁に固
定された外筒(4a)と、該外筒(4a)の内側に所定間隔を存
した位置に配設された内筒(4b)とがドーナツ状の連結部
(4c)によって連結されて成っており、この外筒(4a)と内
筒(4b)との間にシリンダ部材(4) と同心の円筒状の凹陥
部(4d)が形成されている。また、上記内筒(4b)は本来の
シリンダとなる部分であって、その中心部がピストン挿
通孔(5) に形成されている。

【００２０】そして、このシリンダ内筒(4b)のピストン
挿通孔(5) には、ピストン(6,6) が図１における左右両
側から夫々挿入され、この両ピストン(6,6) 間でシリン
ダ内筒(4b)により囲まれた部分が圧縮室(7) に形成され
ている。また、ピストン(6)の外径寸法はシリンダ内筒
(4b)の内径寸法よりも僅かに小径に形成されており、こ
の両者間に例えば１０μｍ程度の小間隙が形成されてい
て、この小間隙がクリアランスシール若しくは流体シー
ルによってシールされて圧縮室(7) の気密性を確保する
ようになっている。また、本形態では、ピストン(6) の
外周面にシール材(6a)が設けられている。

【００２１】また、このシリンダ部材(4) にはピストン
挿通孔(5) から半径方向に延びるガス通路(8) が形成さ
れ、該ガス通路(8) の内端は上記圧縮室(7) に開口し、
該ガス通路(8) はケーシング(3) の外周面に接続された
連結管(9) の内部通路(9a)に連通されて該連結管(9) を
介して圧縮機(1) と上記膨張機(2) とが接続されてい
る。

【００２２】そして、上記各ピストン(6,6) は、該ピス
トン(6,6) を往復駆動するリニアモータ(10,10) に駆動
連結されている。即ち、この各リニアモータ(10,10)
は、永久磁石(11)とコイル(12)とを備えて成っている。
上記永久磁石(11)は、上記シリンダ部材(4) の内筒(4b)
の外周面に外嵌合された円筒状磁石で成っている。これ
によって、この永久磁石(11)により純鉄でなるシリンダ
部材(4) を継鉄部として磁気回路が形成されてその周辺
部に所定強度の磁界が形成される。また、上記各ピスト
ン(6) は、略逆カップ状のボビン(13)に一体的に支持さ
れている。詳しくは、このボビン(13)は、円筒状のボビ
ン本体部(20)と、該ボビン本体部(20)の一側縁（図１に
おける左右外側縁）に設けられた円盤状のピストン取付
部(21)とを備えている。そして、上記ボビン本体部(20)
における外周面の一部で、上記永久磁石(11)と対向した
位置には、その外径寸法がその他の部分よりも小径とさ
れたコイル巻付部(13a) に形成され、このコイル巻付部
(13a) にコイル(12)が巻き付けられて、該コイル(12)が
上記磁気回路の磁界内に位置されている。

【００２３】また、ケーシング(3) の閉塞板(3b)には電
流導入端子(26,26) が設けられており、コイル(12)に電
流を供給するためのリード線の一端がこの電流導入端子
(26,26) に接続されている。

【００２４】また、上記各ピストン(6,6) の内部には、
スプリング取付け座(16a) を有するスプリング取付け部
材(16)が挿入されており、ピストン(6) の先端部には、
該ピストン(6) の軸方向に亘って貫通孔が、スプリング
取付け部材(16)にはそれに対応して雌ねじが夫々形成さ
れており、ピストン(6) の先端側からねじ(N) が螺合さ
れることによりスプリング取付け部材(16)がピストン
(6) に一体的に組付けられている。また、ケーシング
(3) の閉塞板(3b)におけるピストン(6) に対向する中央
部分には上記と同形状のスプリング取付け座(3d)が突設
されており、この各スプリング取付け座(16a,3d)に亘っ
て、ピストン(6) をシリンダ部材(4) 内で往復動可能に
弾性支持する弾性手段としてのスプリング(14)が配設さ
れている。

【００２５】このようにして圧縮機構が構成されてお
り、各ピストン(6,6) の質量やスプリング(14)のばね定
数で決まる固有振動数に対応した所定周波数（例えば５
０Ｈｚ）の交流電流を両リニアモータ(10,10) のコイル
(12,12) に同期して通電することにより、両ピストン
(6,6) を上記固有振動数で互いに逆方向に往復動させ
て、圧縮室(7) で所定周期のガス圧を発生させるように
なっている。

【００２６】そして、本形態の特徴としては、圧縮機
(1) に対して連結管(9) を接続するためのケーシング
(3) の円筒体(3a)の構成にある。以下、この円筒体(3a)
の構成について説明する。

【００２７】図３〜図５（図４(a) は円筒体の平面図、
図４(b) は円筒体の正面図、図５は図３のV-V 線に沿っ
た断面図）に示すように、円筒体(3a)は、略円筒状の部
材であって、その外周面の一部に連結管(9) を接続する
ための平坦面で成る連結管接続面(17)が形成されてい
る。この連結管接続面(17)及びその周辺部の構造につい
て説明すると、円筒体(3a)の外周面のうち、該円筒体(3
a)の軸線方向の略中央部分のみが外周側に膨出して周方
向に延びる厚肉部分(18a) に形成されており、この厚肉
部分(18a) によってケーシング(3) の周方向の全周に亘
って円環状の帯状部(18)が形成されている。つまり、こ
の帯状部(18)の厚さ寸法は、それ以外の部分（以下、薄
肉部(19)という）に比べて僅かに厚さが大きく設定され
ている。尚、この薄肉部(19)の厚さ寸法は、圧縮機ケー
シング(3) の強度上要求される必要最小寸法に設定され
ている。そして、この帯状部(18)の一部の表面部分の厚
肉部分(18a) が切除されることにより、平坦面で成る上
記連結管接続面(17)が形成されている。

【００２８】以下、この帯状部(18)及び連結管接続面(1
7)の製作工程について説明する。先ず、ケーシング素材
を旋盤による切削作業によって略円筒中空体に形成す
る。この際、内周面の加工は、その内径寸法が全体に亘
って均一となるように加工される。一方、外周面の加工
は、該外周面の一部（軸線方向の中央部）を残して切削
加工を行い、これによって上記必要最小肉厚の薄肉部(1
9)を形成する。その後、上記残存した外周面の一部に、
この薄肉部(19)よりも厚肉の帯状部(18)を形成する。そ
して、この帯状部(18)の一部の厚肉部分(18a) を切除し
て上記連結管接続面(17)を形成する。この際、帯状部(1
8)における連結管接続面(17)の中央部分の厚さ寸法が薄
肉部(19)の厚さ寸法に一致するように切除寸法を設定す
る。従って、図４(b) に示すように、連結管接続面(17)
は、薄肉部(19)の接線方向に延びる平面で形成されてお
り、この連結管接続面(17)の形成部分での帯状部(18)の
厚さ寸法は、上記必要最小寸法以上に設定されているこ
とになる。また、上記帯状部(18)の幅寸法（図４(a) の
寸法Ａ）は、連結管接続面(17)におけるケーシング(3)
の軸線方向の寸法が少なくとも連結管(9) を接続するた
めの必要寸法以上、つまり、後述する連結管(9) のフラ
ンジ(9a)の寸法以上になるように設定され、厚肉部分(1
8a) の厚さ寸法は、上述の如く連結管接続面(17)の中央
部分の肉厚が薄肉部(19)の肉厚寸法に一致し、且つ連結
管接続面(17)におけるケーシング(3) の横断方向の寸法
（図４(a) の寸法Ｂ）が少なくとも連結管(9) を接続す
るための必要寸法以上になるように設定されている。

【００２９】このようにして、帯状部(18)及び連結管接
続面(17)を形成した後、この連結管接続面(17)の中央部
にガス吐出孔(17a) を形成する。これによって、圧縮機
ケーシング(3) の円筒体(3a)の加工作業が完了する。

【００３０】次に、この連結管接続面(17)に対する連結
管(9) の接続作業について説明する。図１及び図５に示
すように、連結管(9) の先端部分には、先端部から所定
寸法を存した位置に外周側に延びるフランジ(9b)が一体
形成されており、この連結管(9) の先端部をガス吐出孔
(17a) 及びガス通路(8) に挿通させた状態で上記フラン
ジ(9b)を連結管接続面(17)に当接させる。また、このフ
ランジ(9b)と連結管接続面(17)との間にはガス漏れ防止
用の図示しないＯリング若しくはメタルパッキンが介在
されている。そして、このフランジ(9b)と連結管接続面
(17)とをねじ等の手段によって締結することにより、圧
縮機(1) に対する連結管(9) の接続作業が完了する。

【００３１】次に、上記連結管(9) により冷媒が供給さ
れる膨張機(2) について説明する。この膨張機(2) は、
図２に示すように、円筒状のシリンダ(30)と、該シリン
ダ(30)の内部に往復移動可能に嵌挿されたフリーディス
プレーサ(31)とを備えている。このフリーディスプレー
サ(31)は、シリンダ(30)内の空間を膨張室(30a) と作動
室(30b) とに区画している。そして、作動室(30b) 内に
はフリーディスプレーサ(31)をシリンダ(30)に弾性支持
するコイルバネで成るディスプレーサスプリング(32)が
配設されており、また、フリーディスプレーサ(31)の内
部には金属製の蓄冷材(31a) が充填されている。また、
フリーディスプレーサ(31)の膨張室(30a) 側の端部には
冷媒ガスを膨張室(30a) との間で流通させる第１連通孔
(31b) が設けられている一方、作動室(30b) 側の端部に
は冷媒ガスを作動室(30b) との間で流通させる第２連通
孔(31c) が設けられている。また、上記作動室(30b) は
連絡管(9) を介して上記圧縮機(1) の圧縮室(7) に連通
している。

【００３２】次に、上述の如く構成されたスターリング
冷凍機の運転動作について説明する。この運転時には、
圧縮機(1) における両リニアモータ(10,10) のコイル(1
2,12) に所定周波数（５０Ｈｚ）の交流電流が同期して
通電され、この通電に伴い、永久磁石(11)及びシリンダ
部材(4) に発生する磁界の作用によりコイル(12,12)及
びピストン(6,6) がそれぞれスプリング(14)を変形させ
ながら互いに逆向きに往復動し、この両ピストン(6,6)
がシリンダ部材(4) 内で互いに同期して進退することで
圧縮室(7) の容積が増減変化し、圧縮室(7) 内に所定周
期の圧力波が生じる。そして、この圧縮室(7) は連結管
(9) を介して膨張機(2) に連通しているため、膨張機
(2) ではフリーディスプレーサ(31)が上記圧縮室(7) の
圧力波と同じ周期で往復動してその膨張室(30a) でのガ
スの膨張により寒冷が生じ、このフリーディスプレーサ
(31)の往復動の繰返しによりシリンダ(30)先端のコール
ドヘッドが極低温レベルに冷却されることになる。

【００３３】以上説明してきたように、本形態では、圧
縮機ケーシング(3) の外周面をその周方向に亘って部分
的に膨出させ、この膨出部分を切除することで連結管接
続用の平坦面(17)を形成するようにしたので、従来のよ
うに単に圧縮機ケーシングの外周面の一部を切除するも
ののようにケーシングの厚さ寸法を予め大きく設定して
おく必要はない。また、後加工によってケーシング全体
の厚さ寸法を必要最小肉厚寸法まで切削加工するといっ
た作業を必要とすることなしに、圧縮機ケーシング(3)
の大部分を必要最小肉厚寸法に設定することができる。
このため、簡単な加工作業でもって、圧縮機ケーシング
(3) の外周面に連結管接続用の平坦面(17)を形成しなが
らケーシング(3) の軽量化を図ることができる。

【００３４】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態について説明する。本形態は、帯状部(18)の変形例
であって、その他の部分は上述した第１実施形態と同様
であるので、ここでは、この帯状部(18)の構造について
のみ説明する。

【００３５】図６に示すように、上述した第１実施例の
場合と同様にして形成された帯状部(18)の外周面を、そ
の周方向の複数箇所を切除して複数の平坦面(17,18b,18
b,…) を形成しておき、この複数の平坦面(17,18b,18b,
…) のうち１つを連結管接続面(17)とする。

【００３６】また、本形態の各平坦面(17,18b,18b,…)
にあっても、上述した第１実施形態の連結管接続面(17)
と同様に、その中央部分の厚さ寸法が薄肉部(19)の厚さ
寸法に一致するように切除寸法が設定されている。この
ため、この各平坦面(17,18b,18b,…) の形成部分での厚
肉部(18)の厚さ寸法は、上記必要最小寸法以上に設定さ
れている。

【００３７】このように、本形態の構成によれば、帯状
部(18)の全周に亘って平坦面(17,18b,18b,…) を形成す
ることで、上述した第１実施形態のように帯状部(18)の
略全体を円環状のまま残す場合に比べて該帯状部(18)の
体積を小さくすることができ、作業者の手作業などによ
る簡単な後加工で圧縮機ケーシング(3) の更なる軽量化
を図ることができる。また、円筒体(3a)の周方向に亘る
平坦面(17,18b,18b,…) により圧縮機ケーシング(3) が
不用意に転がるといったことがないので、圧縮機構の組
込み作業や連結管(9) の接続作業の作業性が良好に得ら
れることになる。

【００３８】尚、上述した各形態では、連結管接続面(1
7)の中央部分の厚さ寸法を薄肉部(19)と同様の必要最小
肉厚寸法に設定するようにしたが、本発明は、これに限
らず、連結管接続面(17)全体の厚さ寸法を薄肉部(19)よ
りも大きく設定してもよい。

【００３９】また、シリンダ部材(4) とピストン(6) と
の間にシール材(6a)を介在したタイプの圧縮機について
説明したが、シリンダ部材(4) とピストン(6) との間に
小間隙を存するように設定した非接触タイプの圧縮機に
適用してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、以下に述べるような効果が発揮される。請求項１記
載の発明によれば、圧縮機と膨張機とが連結管によって
連結されて成るスターリング冷凍機に対し、連結管が接
続される圧縮機ケーシングの外周面の一部を外周側に膨
出させ、その外表面の一部を切除することで、連結管を
接続するための連結管接続面を形成するようにしたの
で、従来のように単に圧縮機ケーシングの外周面の一部
を切除するもののようにケーシングの厚さ寸法を予め大
きく設定しておく必要がなく、後加工によってケーシン
グ全体の厚さ寸法を必要最小肉厚寸法まで切削加工する
といった作業を必要とすることなしにケーシング全体の
薄肉化が図れる。このため、簡単な加工作業でもって、
圧縮機ケーシングの外周面に連結管接続用の平坦面を形
成しながらケーシングの軽量化を図ることができ、これ
によってスターリング冷凍機全体としての軽量化が図れ
る。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、帯状部の幅
寸法を、連結管接続面におけるケーシングの軸線方向の
寸法を少なくとも連結管を接続するための必要寸法以上
になるように設定し、また、厚肉部分の厚さ寸法を、連
結管接続面の中央部分の肉厚が薄肉部の肉厚寸法に一致
し、且つ連結管接続面におけるケーシングの横断方向の
寸法が少なくとも連結管を接続するための必要寸法以上
になるように設定したために、薄肉部及び帯状部を共に
必要最小限の肉厚寸法に設定することができ、後加工を
必要とせず可能な限りケーシングの軽量化を図ることが
でき、ケーシング各部の寸法の最適化を図ることができ
る。

【００４２】請求項３記載の発明によれば、帯状部に、
厚肉部分の周方向を複数箇所で切除して複数の平坦面を
形成し、この複数の平坦面のうち１つを連結管接続面と
したために、比較的簡単な後加工によって厚肉部分の体
積を削減することができるので、更なるケーシングの軽
量化を図ることができ、スターリング冷凍機の実用性を
よりいっそう高めることができる。

【００４３】請求項４記載の発明によれば、圧縮機の構
成を具体的に得ることができ、スターリング冷凍機の実
用性の向上を図ることができる。

【００４４】請求項５記載の発明のスターリング冷凍機
の製造方法によれば、上述した請求項１記載の発明と同
様に、帯状部以外の部分を必要最小肉厚に設定しておく
ことができ、ケーシング全体を薄肉にするための後加工
を必要とすることなしに、連結管接続面を確保しながら
ケーシングの軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リニアモータ圧縮機の内部構造を示す断面図で
ある。

【図２】膨張機の内部構造を示す断面図である。

【図３】第１実施形態における圧縮機ケーシングの円筒
体を示す斜視図である。

【図４】(a) は円筒体の平面図、(b) は円筒体の正面図
である。

【図５】図３のV-V 線に沿った断面図である。

【図６】第２実施形態における図３相当図である。

【図７】従来例における図３相当図である。

【図８】図７のVIII-VIII 線に沿った断面図である。

【符号の説明】

(1) 圧縮機 (2) 膨張機 (3) ケーシング (4) シリンダ部材 (4d) 凹陥部 (6) ピストン (7) 圧縮室 (9) 連結管 (11) 永久磁石 (12) コイル (13) ボビン (14) スプリング（弾性手段） (17) 連結管接続面 (18) 帯状部 (18a) 厚肉部分 (18b) 平坦面 (19) 薄肉部 (20) ボビン本体部（円筒部） (21) ピストン取付部（底部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 9/14 520

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のケーシング(3) 内に圧縮機構を
   備えて成る圧縮機(1) の外周面と膨張機(2) とが連結管
   (9) によって連結され、圧縮機(1) で圧縮した冷媒を連
   結管(9) により膨張機(2) に供給し、該膨張機(2) にお
   いて冷媒を膨張させて寒冷を発生するスターリング冷凍
   機において、 上記ケーシング(3) には、外周面の一部が外周側に膨出
   して周方向に延びる厚肉部分(18a) を備えた帯状部(18)
   が形成され、該帯状部(18)には、厚肉部分(18a) の外表
   面の一部が切除されて、連結管(9) を接続するための平
   坦面の連結管接続面(17)が形成されていることを特徴と
   するスターリング冷凍機。
2. 【請求項２】 ケーシング(3) における帯状部(18)以外
   の部分は、必要最小肉厚寸法に設定された薄肉部(19)に
   形成されており、 上記帯状部(18)の幅寸法は、連結管接続面(17)における
   ケーシング(3) の軸線方向の寸法が少なくとも連結管
   (9) を接続するための必要寸法以上になるように設定さ
   れ、 上記厚肉部分(18a) の厚さ寸法は、連結管接続面(17)の
   中央部分の肉厚が薄肉部(19)の肉厚寸法に一致し、且つ
   連結管接続面(17)におけるケーシング(3) の横断方向の
   寸法が少なくとも連結管(9) を接続するための必要寸法
   以上になるように設定されていることを特徴とする請求
   項１記載のスターリング冷凍機。
3. 【請求項３】 帯状部(18)には、厚肉部分(18a) の周方
   向を複数箇所で切除して複数の平坦面(17,18b,18b,…)
   が形成されており、この複数の平坦面(17,18b,18b,…)
   のうち１つが連結管接続面(17)となっていることを特徴
   とする請求項１記載のスターリング冷凍機。
4. 【請求項４】 圧縮機(1) は、 ケーシング(3) 内に配設されたシリンダ部材(4) と、 該シリンダ部材(4) の内部に先端部分が挿入された状態
   で、該シリンダ部材(4) に対して相対的な往復動が可能
   となるように配設され、このシリンダ部材(4)との間で
   圧縮室(7) を形成するピストン(6) と、 該ピストン(6) を上記ケーシング(3) に対して往復動可
   能に弾性支持する弾性手段(14)と、 上記シリンダ部材(4) における圧縮室(7) の外周側に形
   成された凹陥部(4d)と、 該凹陥部(4d)に配設され、上記シリンダ部材(4) を継鉄
   部として磁気回路を形成する磁石(11)と、 上記ピストン(6) の後端部分から外周側に延びる底部(2
   1)と、該底部(21)の外周端から凹陥部(4d)内に向かって
   延びる円筒部(20)とを有するボビン(13)と、 該ボビン(13)に設けられ、上記磁気回路の磁界内に位置
   されるように磁石(11)と対向して配置されたコイル(12)
   とを備え、 該コイル(12)に電流を供給することによってピストン
   (6) をシリンダ部材(4)に対して相対的に往復動させて
   圧縮室(7) 内で冷媒を圧縮することを特徴とする請求項
   １記載のスターリング冷凍機。
5. 【請求項５】 円筒状のケーシング(3) 内に圧縮機構を
   備えて成る圧縮機(1) の外周面と膨張機(2) とが連結管
   (9) によって連結され、圧縮機(1) で圧縮した冷媒を連
   結管(9) により膨張機(2) に供給し、該膨張機(2) にお
   いて冷媒を膨張させて寒冷を発生するスターリング冷凍
   機の製造方法であって、 上記ケーシング(3) は、円筒中空体の素管の外周面の一
   部を残して該外周面を切削し、必要最小肉厚の薄肉部(1
   9)を形成した後、上記残存した外周面の一部に薄肉部(1
   9)よりも厚肉の帯状部(18)を形成し、その後、帯状部(1
   8)の一部の厚肉部分(18a) を切除して平坦面の連結管接
   続面(17)を形成し、この連結管接続面(17)に連結管(9)
   を接続することを特徴とするスターリング冷凍機の製造
   方法。