JP2871449B2 - 極低温膨張機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は極低温膨張機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、極低温膨張機は、特開平２−１７
０７５１号公報に示されているように知られている。こ
の膨張機は、一側にヒートステーションを備えたシリン
ダ内に、スラックピストンと蓄冷材を内装したディスプ
レーサとを往復動自由に内装し、前記シリンダに導入さ
れる高圧の例えばヘリウムガスを、前記スラックピスト
ン及びディスプレーサを介して前記シリンダのヒートス
テーション側端部に設ける膨張空間で膨張させ、この膨
張により低圧となった低圧ガスを前記スラックピストン
及びディスプレーサの移動で排出するようにし、前記高
圧ガスの導入と低圧ガスの排出との繰り返しにより、前
記ディスプレーサの蓄冷材温度を低下させ、前記ヒート
ステーションで極低温が得られるようにしたものであ
る。

【０００３】そして、以上のように構成する極低温膨張
機は、図４に示したように、前記スラックピストンＳＰ
の外周部及びディスプレーサＤの外周部にピストンリン
グ溝Ａ，Ｂを設けて、これらピストンリング溝Ａ，Ｂ
に、フロン系樹脂（ＰＴＦＥ）から成るピストンリング
Ｒ１，Ｒ２と、これらピストンリングＲ１，Ｒ２をバッ
クアップするＯリングＯ１，Ｏ２とを介装し、前記ピス
トンリングＲ１，Ｒ２をシリンダＣの内周面に摺接させ
て、これらピストンシリンダＲ１，Ｒ２により前記シリ
ンダＣ内に、中間圧室Ｅと区画されるスラックピストン
側空室Ｆと、膨張空間Ｇとを気密状に形成し、前記中間
圧室Ｅとスラックピストン側空室Ｆとに差圧を発生させ
て、前記スラックピストンＳＰ及びこのピストンに連動
するディスプレーサＤを往復動させるようにしている。

【０００４】尚、図４に示した極低温膨張機は、シリン
ダＣに設けるヒートステーションＨＳを単段としたもの
であるが、２段又はそれ以上として前記ディスプレーサ
Ｄに第２ディスプレーサを連動的に連結し、より極低温
を得るようにしたものも提供されており、この多段極低
温膨張機においては、前記第２ディスプレーサにおける
第１ディスプレーサ近くの外周にピストンリング溝を設
け、このピストンリング溝に、ピストンリング及びこの
ピストンリングをバックアップするコイルスプリングか
ら成るバックアップリングを介装させ、高温側となる第
１膨張空間と低温側となる第２膨張空間とを気密状にシ
ールさせている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】所で、前記スラックピ
ストンＳＰ及びディスプレーサＤに設ける前記ピストン
リングＲ１，Ｒ２は、前記各空室を気密状にシールする
以外、前記スラックピストンＳＰ及びディスプレーサＤ
の往復動を案内する働きを有するのであるが、前記ディ
スプレーサＤに設ける前記ピストンリングＲ２は、該デ
ィスプレーサＤのスラックピストン側に設けているた
め、前記シリンダＣを横方向に用いる場合や、大形に形
成される場合、特に大形のシリンダＣを横向きに用いら
れる場合前記ディスプレーサＤがその自重により傾き、
ヒートステーション側端部がシリンダＣの内周面に接触
して発熱したり、摺動抵抗増大による挙動不良を起こ
し、能力損失が大きくなったり、局部摩耗が生じて寿命
が低下したりする不具合があった。

【０００６】即ち、前記ディスプレーサＤには蓄冷材が
内装されていて、それ自体重量をもっており、また、最
近では蓄冷効果を増すため８０Ｋ以下で銅より比熱が大
きくなる鉛の蓄冷材を用いることがあり、また、前記デ
ィスプレーサＤの途中に仕切板を設けて、その高温側
（８０Ｋ以上）に銅製蓄冷材を、低温側に鉛製蓄冷材を
充填するようにしたものも提案されており、このため前
記ディスプレーサＤの自重も、銅製蓄冷材のみを用いる
場合に比較して重くなるから、自重による傾きが顕著に
現れ、特に比重大な鉛を低温側に充填する場合には、デ
ィスプレーサＤのスラックピストン側とヒートステーシ
ョン側との重量バランスが崩れ、自重による傾きを更に
助長することになっている。

【０００７】本発明の目的は、設置方向を横向きにした
り大形になった場合や、蓄冷材に比重大な材料を用いた
場合でも、ディスプレーサの自重による傾きを少なくし
て、シリンダ内周面との接触を防止し、接触による発熱
や挙動不良による能力低下をなくし、能力を向上できな
がら、局部摩耗をなくして寿命も向上させることのでき
るようにする点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
以上の目的を達成するため、高圧ガスの導入と低圧ガス
の排出とが繰り返され、一側にヒートステーシヨン１１
をもつシリンダ１と、このシリンダ１に往復動自由に内
装するスラックピストン２及び蓄冷材を内装したディス
プレーサ３とを備え、前記スラックピストン２の外周部
及びディスプレーサ３のスラックピストン側外周部に設
けるピストンリング溝２ａ，３ａにピストンリング１
３，１４を介装して、前記シリンダ１内に、スラックピ
ストン側空室１６と膨張空間１７とを気密状に形成した
極低温膨張機において、前記ディスプレーサ３における
ヒートステーション側外周部に、摩擦係数の小さい耐摩
耗性素材から成るガイド部を設けたのである。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、ディプレー
サ３の長さ方向中間部に仕切材３１を設けて、高温側に
銅材から成る蓄冷材３２を、また、低温側に鉛材から成
る蓄冷材３３を内装し、この低温側外周部に、摩擦係数
の小さい耐摩耗素材から成るガイド部を設けたのであ
る。

【００１０】また、請求項３記載の発明は、シリンダ１
の内周面に対向するガイド部の外周面と前記シリンダ１
の内周面との間に、ディスプレーサ３の正常な往復動時
には非接触で、前記ディスプレーサ３の傾動時接触する
隙間４３を設けたのである。

【００１１】更に請求項４記載の発明は、前記ガイド部
をガイドリング４１により形成して、このガイドリング
４１を、前記ディスプレーサ３のヒートステーション側
外周部に設けるガイドリング溝３９に介装したのであ
り、また、請求項５記載の発明は、前記ガイド部を摩耗
係数の小さい耐摩耗素材から成る被膜層により形成した
のである。

【００１２】また、請求項６記載の発明は、前記ガイド
部を設けると共に、更に前記ディスプレーサ３における
ピストンリング１４のスラックピストン側に、該スラッ
クピストン側の重量とヒートステーション側の重量との
重量バランスを調整するバランサ４９を設けたのであ
る。

【００１３】また、請求項７記載の発明はシリンダ１に
複数のヒートステーション１１，１２を設けて、前記シ
リンダ１に第１ヒートステーション１１に対応する第１
ディスプレーサ３と第２ヒートステーション１２に対応
する第２ディスプレーサ８とを往復動自由に内装して、
前記第１ディスプレーサ３と第２ディスプレーサ８とを
ユニバーサルジョイント７を介して連結すると共に、前
記第１ディスプレーサ３の第１ヒートステーション側外
周部と、前記第２ディスプレーサ８の第２ヒートステー
ション側外周部とに、ガイド部を設けたのである。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明では、前記ガイド部を設け
たから、前記ディスプレーサ３が自重により傾くのを少
なくできるし、傾いてそのヒートステーション側端部が
前記シリンダ１の内周面と接触するのを防止できるので
ある。

【００１５】従って、ディスプレーサ３のシリンダ内周
面への接触による発熱を防げるし、また、シリンダ内周
面に接触するのは前記ガイド部であるから、摺動抵抗の
増大を抑制でき、ディスプレーサ３の挙動不良を解消で
き、挙動不良による能力低下を防止できるのであり、更
にピストンリング１３，１４のシリンダ内周面との接触
を、その全幅にわたりほゞ均一にできるから、局部摩耗
もなくせ、特に前記ピストンリング１３，１４の寿命も
向上できるのである。

【００１６】また、請求項２記載の発明では、前記ディ
スプレーサ３に仕切材３１を設けて高温側に銅材から成
る蓄冷材３２を、低温側に鉛材から成る蓄冷材３３を内
周したから、ヒートステーション１１をより低温（例え
ば５０Ｋ）に冷却させられるのであり、その上、この低
温側外周部に前記ガイド部を設けたから、高温側、即
ち、スラッグピストン側と低温側、即ち、ヒートステー
ション側とで重量アンバランスがあっても、前記ディス
プレーサ３の傾きを少なくでき、従って、前記したよう
に能力を向上できながら、請求項１記載の発明と同様、
傾きによる発熱や挙動不良による能力低下を防止でき、
所望の能力にできるのであり、それでいて寿命も向上で
きるのである。

【００１７】また、請求項３記載の発明では、前記ガイ
ド部の外周面とシリンダ１の内周面との間に前記隙間４
３を設けたから、前記ディスプレーサ３が傾動すること
なく、センター上を正常に往復動するときには前記ガイ
ド部がシリンダ１の内周面に接触させずに往復動させら
れ、従って、前記ガイド部の接触による摺動抵抗の増大
をなくせるし、それでいて前記ディスプレーサ３が傾い
ても、その傾きを少なくできるのであり、また、傾動時
には前記ガイド部が接触するのであるから、接触による
発熱を減らせるし、また、摺動抵抗増大も抑えられるの
である。

【００１８】また、請求項４記載の発明では、前記ガイ
ド部をガイドリング４１により形成して、前記ガイドリ
ング溝３９に介装したから、シリンダ１の内周面との隙
間管理が簡単かつ、有効にでき、前記ガイド部を形成す
る部品コストや、追加の加工コストも安くできるのであ
る。

【００１９】また、請求項５記載の発明では、前記ガイ
ド部を前記被膜層４７により形成したから、前記ガイド
部を任意な幅で、しかも、前記ディスプレーサ３におけ
るガス噴射孔の開孔位置に関係なく前記ディスプレーサ
３のヒートステーション側端部に設けられ、従って、デ
ィスプレーサ３の傾きを摺動抵抗の増加を少なくより有
効に減少させ得るのである。

【００２０】また、請求項６記載の発明は、前記ディス
プレーサ３のスラックピストン側に前記バランサ４９を
設けたから、前記ディスプレーサ３の横向き設置時にお
ける長さ方向の重心位置をピストンリング１４による支
持位置側に移行させられ、従って、重量アンバランスが
あっても前記ディスプレーサ３の傾きをより小さくで
き、場合によっては傾きをなくすることもできる。

【００２１】更に、請求項７記載の発明では、前記シリ
ンダ１に往復動自由に内装する第１ディスプレーサ３と
第２ディスプレーサ８との各ヒートステーション側外周
部にそれぞれガイド部を設たけから、第１ディスプレー
サ３の傾きとユニバーサルジョイント７で連結される第
２ディスプレーサ８の傾きとを共に少なくでき、これら
ディスプレーサ３，８の傾きによる発熱や挙動不良を防
止でき、能力低下をなくしてその能力を向上できるので
ある。

【００２２】

【実施例】図１に示した極低温膨張機は、一側に第１ヒ
ートステーション１１をもった大径部と第２ヒートステ
ーション１２をもった小径部とから成る段付シリンダ１
の大径部内にスラックピストン２と第１ディスプレーサ
３とを往復動自由に内装すると共に、前記小径部内に、
カップリング棒４及び互いに直交する連結ピン５，６か
ら成るユニバーサルジョイント７を介して前記第１ディ
スプレーサ３と連結する第２ディスプレーサ８を内装
し、前記スラックピストン２の外周部と前記第１ディス
プレーサ３のスラックピストン側外周部及び前記第２デ
ィスプレーサ８の第１ディスプレーサ側外周部とに、そ
れぞれピストンリング溝２ａ，３ａ，８ａを設けて、こ
れらピストンリング溝２ａ，３ａ，８ａに、前記シリン
ダ１の内周面に摺接するピストンリング１３，１４，１
５を介装し、前記シリンダ１内に、スラックピストン側
空室１６と前記第１ディスプレーサ３の高温側膨張空間
１７及び前記第２ディスプレーサ８の低温膨張空間１８
とを気密状に形成した横置形２段の極低温膨張機であ
る。

【００２３】尚、前記シリンダ１のスラックピストン側
には、モ−タ１９と、このモータ１９の駆動で高圧ガス
通路２０と低圧通路２１とを切換える切換弁２２と、前
記スラックピストン２に高圧ガスを導入したり、前記ス
ラックピストン２から低圧ガスを排出したりする給排通
路２３をもつ通路体２４とを備えた切換弁装置２５を設
けており、この切換弁装置２５の高圧ガス通路２０の入
口部及び低圧ガス通路２１の出口部には、図示していな
いが例えばヘリウム圧縮ユニットから延びる高圧ガス管
２６及び低圧ガス管２７を接続するようにしている。

【００２４】また、前記切換弁装置２５には、中間圧室
２８を設けて、この中間圧室２８を、オリフィス２９を
介して前記スラックピストン２の背面室３０に連通さ
せ、この背面室３０を中間圧力に保持するようにしてい
る。

【００２５】また、前記第１ディスプレーサ３の内部に
は仕切材３１を設け、高温側、即ち、スラックピストン
側には銅メッシュから成る蓄冷材３２を、また、低温
側、即ち、第１ヒートステーション側には主として球状
の粒状鉛材から成る蓄冷材３３を内装すると共に、前記
第２ディスプレーサ８の内部には、主として球状の粒状
鉛材から成る蓄冷材３４を内装しており、また、前記第
１ディスプレーサ３の背面側、即ち、スラックピストン
側には、前記スラックピストン２に係合する連動ピン３
５を設けている。

【００２６】更に、前記ピストンリング１３，１４，１
５は、主としてフロン系樹脂（ＰＴＦＥ）から成り、前
記スラックピストン２及び第１ディスプレーサ３の外周
に設けるピストンリング２ａ，３ａの背面には、これら
ピストンリング１３，１４をバックアップするＯリング
から成るバックアップリング３６，３７を設けると共
に、第２ディスプレーサ８の外周に設けるピストンリン
グ１５の背面には、このピストンリングをバックアップ
するコイルばねから成るバックアップリング３８を設け
ており、これらバックアップリング３６，３７，３８に
より前記各ピストンリング１３，１４，１５を前記シリ
ンダ１の内周面に対するシール性を高めている。

【００２７】しかして、図１，２に示した第１実施例で
は、以上の構成において、前記第１ディスプレーサ３に
おける第１ヒートステーション近傍の外周部と、前記第
２ディスプレーサ３における第２ヒートステーション近
傍の外周部とにガイドリング溝３９，４０を設け、これ
らガイドリング溝３９，４０に、摩擦係数の小さい耐摩
耗素材（主としてフロン系樹脂）から成るガイドリング
４１，４２を介装したのである。

【００２８】これらガイドリング４１，４２は本発明の
ガイド部を構成するもので、その背面側に、前記したピ
ストンリング１３，１４，１５と同様、バックアップリ
ングを設けて前記シリンダ１の内周面に摺接するように
してもよいが、前記シリンダ１の内周面に対向する前記
ガイドリング４１，４２の外周面と前記シリンダ１の内
周面との間に、前記各ディスプレーサ３，８の正常な往
復動時、つまり、軸中心と同方向に往復動するときには
非接触となり、前記ディスプレーサ３，８の傾動時接触
する隙間４３，４４を設けるのが好ましい。

【００２９】斯くすることで、正常な往復動時における
摺動抵抗を減少できながら前記ディスプレーサ３，８の
自重による傾きを抑えられるのである。

【００３０】以上の構成において、前記切換弁３２を切
換えて高圧ガスを導入させると、この高圧ガスはスラッ
クピストン２を介して前記スラックピストン側空室１６
に入ると共に前記蓄冷材３２，３３を内装した第１ディ
スプレーサ３に流入し、前記スラックピストン側空室１
６への高圧ガスの導入により該スラックピストン側空室
１６と前記背面室３０との間に生ずる差圧で、前記スラ
ックピストン２が切換弁装置側に往動し、この往動に伴
い前記第１及び第２ディスプレーサ３，８が所定の時間
遅れで追従して往動するのである。そして、この往動
時、前記第１ディスプレーサ３に導入された高圧ガス
が、前記蓄冷材３２，３３を経てガス噴射孔４５から前
記高温側膨張空間１７に排出され、前記第１ヒートステ
ーション１１を冷却すると共に、前記膨張空間１７から
前記第２ディスプレーサ８に導入され、該第２ディスプ
レーサ８に内装した蓄冷材３１を経て、ガス噴射孔４６
から前記低温側膨張空間１８に排出され、前記第２ヒー
トステーション１２を冷却するのである。

【００３１】また、前記切換弁２２が切換えられ、前記
スラックピストン側空室１６が低圧通路２１に連通する
と、前記各膨張空間１７，１８に導入された高圧ガスは
膨張しながら排出され、前記蓄冷材３２及び３３，３４
を冷却するのであり、また、前記スラックピストン２の
低圧通路２１への連通による圧力低下で前記スラックピ
ストン側空室１６と、前記背面室３０との間に差圧が生
じ、この差圧により前記スラックピストン２及び第１及
び第２デイスプレーサ３，８が摺動し、前記各膨張空間
１７，１８のガスが強制的に排出されるのである。

【００３２】従って、以上の高圧ガス導入と低圧ガス排
出とを繰り返すことにより、前記蓄冷材３２，３３及び
３４の温度が低くなり、前記第１ヒートステーション１
１が例えば５０〜８０Ｋの極低温に、また、第２ヒート
ステーション１２が例えば１０Ｋ〜１５Ｋの極低温に冷
却されるのであるる しかして、以上の運転時、前記各ディスプレーサ３，８
には蓄冷材３２，３３及び３４が内装されてそれ自体自
重をもっており、特に鉛材は銅材に比較して比重大であ
って、鉛材から成る蓄冷材３３，３４の使用で、その自
重が重くなるから、前記した差圧による往復動時、傾き
が生ずるのであり、特に、前記シリンダ１を横向きに設
置して用いられたり、また、大形になると前記ディスプ
レーサ３，８の傾きがより顕著となるのである。

【００３３】そして、この傾きにより前記各ディスプレ
ーサ３，８のヒートステーション側端部が前記シリンダ
１の内周面に接触することになり、この結果、発熱が生
じたり、摺動抵抗の増加による挙動不良で能力低下が生
じたり、ピストンリング１３，１４，１５の傾きによる
局部摩耗が生じたりするのであるが、前記各ディスプレ
ーサ３，８のヒートステーション側外周部に前記ガイド
リング４１，４２から成るガイド部を設けたから、前記
ディスプレーサ３，８が傾いたとき、前記ガイリング部
４１，４２がシリンダ１の内周面に接触して往復動を案
内することになり、前記ディスプレーサ３，８の傾きを
抑制できながら、これらディスプレーサ３，８のシリン
ダ内周面への直接接触を防止できるのである。

【００３４】従って、前記シリンダ１を横向きに設置し
たり、大形とした場合や、蓄冷材に比重大な材料を用い
た場合でも、ディスプレーサ３，８の自重による傾きを
少なくしてシリンダ内周面との接触を防止できるから、
発熱を防止できるし、また、接触による摺動抵抗の増加
による挙動不良を防止できるのであって、能力低下をな
くし、能力を向上できるのであり、また、傾きを抑制で
きるからピストンリング１３，１４，１５の局部摩耗も
防止でき、寿命も向上させられるのである。

【００３５】次に本発明の第２実施例を図３に基づいて
説明する。この第２実施例は前記ガイド部をガイドリン
グ４１，４２によらず、摩擦係数の小さい耐摩耗素材
（主としてフロン系樹脂）をコーティング又は貼付けに
より付着した被膜層４７，４８により形成したものであ
る。

【００３６】この被膜層４７，４８は、前記素材のコー
ティングや貼付けにより形成するのであるから、前記ガ
イド部を任意な幅で、しかも前記ディスプレーサ３，８
におけるガス噴射孔４５，４６の開孔位置に関係なく前
記ディスプレーサ３，８のヒートステーション側端部に
設けることができ、従って、ディスプレーサ３，８の傾
きを摺動抵抗の増加を少なくより有効に減少させ得るの
である。

【００３７】尚、前記被覆層４７，４８によりガイド部
を形成する場合も、前記被膜層４７，４８の外周面とシ
リンダ１の内周面との間に、前記ディスプレーサ３，８
の正常な往復動時、非接触で傾動時接触する隙間４３，
４４を設けるのが好ましい。この場合、前記ディスプレ
ーサ３，８のヒートステーション側端部に設けること
で、第１実施例に比較して同じ隙間４３，４４でも、前
記ディスプレーサ３，８の傾きを少なくできることにな
る。

【００３８】以上の実施例では、前記ディスプレーサ
３，８にガイド部を設けたが、前記第１ディスプレーサ
３のスラックピストン側端部に、該スラックピストン側
の重量とヒートステーション側の重量との重量バランス
を調整するバランサ４９を設けるのが好ましい。

【００３９】即ち、前記第１ディスプレーサ３の高温側
に前記した銅材から成る蓄冷材３２を内装し、低温側に
鉛材から成る蓄冷材３３を内装する場合、その比重差に
より、ヒートステーション側の重量が重くなり、前記デ
ィスプレーサ３の傾きを助長することになるが、前記バ
ランサ４９により重量調整をすることにより、比重大で
あるが８０Ｋ以下では比熱大となる鉛材から成る蓄冷材
３３を併用して第１ヒートステーション１１の能力を向
上し、５０Ｋの極低温を得ることができながら重量アン
バランスによる傾きを抑制できることになり、前記ガイ
ド部との併用でより一層傾きによる発熱や挙動不良によ
る能力低下をなくし得るのである。

【００４０】また、前記バランサ４９を設ける場合、前
記第１ディスプレーサ３の重心位置を前記ピストンリン
グ１４の位置に調整するのが好ましく、斯くすることで
前記ディスプレーサ３の自重による傾きを解消できる。

【００４１】以上説明した実施例は、２つのヒートステ
ーション１１，１２をもった２段の極低温膨張機である
が、１つのヒートステーションをもつ単段の極低温膨張
機にも適用できるし、２段以上の多段の極低温膨張機に
も適用できる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、前記ガイド部
を設けたから、前記ディスプレーサ３が自重により傾く
のを少なくできるし、傾いてそのヒートステーション側
端部が前記シリンダ１の内周面と接触するのを防止でき
るのである。

【００４３】従って、ディスプレーサ３のシリンダ内周
面への接触による発熱を防げるし、また、シリンダ内周
面に接触するのは前記ガイド部であるから、摺動抵抗の
増大を抑制でき、ディスプレーサ３の挙動不良を解消で
き、挙動不良による能力低下を防止できるのであり、更
にピストンリング１３，１４のシリンダ内周面との接触
を、その全幅にわたりほゞ均一にできるから、局部摩耗
もなくせ、特に前記ピストンリング１３，１４の寿命も
向上できるのである。

【００４４】また、請求項２記載の発明では、前記ディ
スプレーサ３に仕切材３１を設けて高温側に銅材から成
る蓄冷材３２を、低温側に鉛材から成る蓄冷材３３を内
周したから、ヒートステーション１１をより低温（例え
ば５０Ｋ）に冷却させられるのであり、その上、この低
温側外周部に前記ガイド部を設けたから、高温側、即
ち、スラックピストン側と低温側、即ち、ヒートステー
ション側とで重量アンバランスがあっても、前記ディス
プレーサ３の傾きを少なくでき、従って、前記したよう
に能力を向上できながら、請求項１記載の発明と同様、
傾きによる発熱や挙動不良による能力低下を防止でき、
所望の能力にできるのであり、それでいて寿命も向上で
きるのである。

【００４５】また、請求項３記載の発明では、前記ガイ
ド部の外周面とシリンダ１の内周面との間に前記隙間４
３を設けたから、前記ディスプレーサ３に傾動すること
なく、センター上を正常に往復動するときには前記ガイ
ド部がシリンダ１の内周面に接触させずに往復動させら
れ、従って、前記ガイド部の接触による摺動抵抗の増大
をなくせるし、それでいて前記ディスプレーサ３が傾い
ても、その傾きを少なくできるのであり、また、傾動時
には前記ガイド部が接触するのであるから、接触による
発熱を減らせるし、また、摺動抵抗増大も抑えられるの
である。

【００４６】また、請求項４記載の発明では、前記ガイ
ド部をガイドリンク４１により形成して、前記ガイドリ
ング溝３９に介装したから、シリンダ１の内周面との隙
間管理が簡単かつ、有効にでき、前記ガイド部を形成す
る部品コストや、追加の加工コストも安くできるのであ
る。

【００４７】また、請求項５記載の発明では、前記ガイ
ド部を前記被膜層４７により形成したから、前記ガイド
部を任意な幅で、しかも、前記ディスプレーサ３におけ
るガス噴射孔の開孔位置に関係なく前記ディスプレーサ
３のヒートステーション側端部に設けられ、従って、デ
ィスプレーサ３の傾きを摺動抵抗の増加を少なくより有
効に減少させ得るのである。

【００４８】また、請求項６記載の発明は、前記ディス
プレーサ３のスラックピストン側に前記バランサ４９を
設けたから、前記ディスプレーサ３の横向き設置時にお
ける長さ方向の重心位置をピストンリング１４による支
持位置側に移行させられ、従って、重量アンバランスが
あっても前記ディスプレーサ３の傾きをより小さくで
き、場合によっては傾きをなくすることもできる。

【００４９】更に、請求項７記載の発明では、前記シリ
ンダ１に往復動自由に内装する第１ディスプレーサ３と
第２ディスプレーサ８との各ヒートステーション側外周
部にそれぞれガイド部を設たけから、第１ディスプレー
サ３の傾きとユニバーサルジョイント７で連結される第
２ディスプレーサ８の傾きとを共に少なくでき、これら
ディスプレーサ３，８の傾きによる発熱や挙動不良を防
止でき、能力低下をなくしてその能力を向上できるので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す全体の断面図。

【図２】 要部の拡大断面図。

【図３】 第２実施例の要部の説明図。

【図４】 従来例を示すシリンダの断面図。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ス
ラックピストン ２ａ，３ａ ピストンリング溝 ３ 第
１ディスプレーサ ７ ユニバーサルジョイント ８ 第
２ディスプレーサ １１，１２ ヒートステーション １３，１４ ピ
ストンリング １６ スラックピストン側空室 １７ 膨
張空間 ３２，３３ 蓄冷材 ３９ ガ
イドリング溝 ４１ ガイドリング ４３ 隙
間 ４７ 被膜層 ４９ バ
ランサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−280553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−49858（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−140559（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−140560（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−75753（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 9/14 510 F25B 9/14 530

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧ガスの導入と低圧ガスの排出とが繰
   り返され、一側にヒートステーシヨン（１１）をもつシ
   リンダ（１）と、このシリンダ（１）に往復動自由に内
   装するスラックピストン（２）及び蓄冷材を内装したデ
   ィスプレーサ（３）とを備え、前記スラックピストン
   （２）の外周部及びディスプレーサ（３）のスラックピ
   ストン側外周部に設けるピストンシリンダ溝（２ａ）
   （３ａ）にピストンリング（１３）（１４）を介装し
   て、前記シリンダ（１）内に、スラックピストン側空室
   （１６）と膨張空間（１７）とを気密状に形成した極低
   温膨張機において、前記ディスプレーサ（３）における
   ヒートステーション側外周部に、摩擦係数の小さい耐摩
   耗性素材から成るガイド部を設けていることを特徴とす
   る極低温膨張機。
2. 【請求項２】 ディスプレーサ（３）の長さ方向中間部
   に仕切材（３１）を設けて、高温側に銅材から成る蓄冷
   材（３２）を、また、低温側に鉛材から成る蓄冷材（３
   ３）を内装し、この低温側外周部に、摩擦係数の小さい
   耐摩耗素材から成るガイド部を設けている請求項１記載
   の極低温膨張機。
3. 【請求項３】 シリンダ（１）の内周面に対向するガイ
   ド部の外周面と前記シリンダ（１）の内周面との間に、
   ディスプレーサ（３）の正常な往復動時には非接触で、
   前記ディスプレーサ（３）の傾動時接触する隙間（４
   ３）を設けている請求項１又は２記載の極低温膨張機。
4. 【請求項４】 ガイド部がガイドリング（４１）から成
   り、ディスプレーサ（３）のヒートステーション側外周
   部に設けるガイドリング溝（３９）に介装している請求
   項１乃至３の何れか１項記載の極低温膨張機。
5. 【請求項５】 ガイド部が摩擦係数の小さい耐摩耗素材
   から成る被膜層（４７）から成る請求項１乃至３の何れ
   か１項記載の極低温膨張機。
6. 【請求項６】 ディスプレーサ（３）におけるピストン
   リング（１４）のスラックピストン側に、該スラックピ
   ストン側の重量とヒートステーション側の重量との重量
   バランスを調整するバランサ（４９）を設けている請求
   項１又は２記載の極低温膨張機。
7. 【請求項７】 シリンダ（１）に複数のヒートステーシ
   ョン（１１）（１２）を設けて、前記シリンダ（１）に
   第１ヒートステーション（１１）に対応する第１ディス
   プレーサ（３）と第２ヒートステーション（１２）に対
   応する第２ディスプレーサ（８）とを往復動自由に内装
   して、前記第１ディスプレーサ（３）と第２ディスプレ
   ーサ（８）とをユニバーサルジョイント（７）を介して
   連結すると共に、前記第１ディスプレーサ（３）の第１
   ヒートステーション側外周部と、前記第２ディスプレー
   サ（８）の第２ヒートステーション側外周部とに、ガイ
   ド部を設けている請求項１又は２記載の極低温膨張機。