JP3368770B2 - Cryogenic refrigerator and manufacturing method thereof - Google Patents

Cryogenic refrigerator and manufacturing method thereof

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JP3368770B2
JP3368770B2 JP26316996A JP26316996A JP3368770B2 JP 3368770 B2 JP3368770 B2 JP 3368770B2 JP 26316996 A JP26316996 A JP 26316996A JP 26316996 A JP26316996 A JP 26316996A JP 3368770 B2 JP3368770 B2 JP 3368770B2
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修一 中川
隆博 松本
一晃 武内
政志 長尾
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は例えば磁気共鳴画
像診断装置(通称MRI)に適用される超電導マグネッ
トに用いられる極低温冷凍機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cryogenic refrigerator used for a superconducting magnet applied to, for example, a magnetic resonance imaging apparatus (commonly called MRI).

【0002】[0002]

【従来の技術】現在実用化されている標準的な極低温冷
凍機の冷凍能力は使用状態で20K程度とされている。
一方、被冷却物である超電導マグネットは液体ヘリウム
によって極低温に冷却され超電導状態となっているが、
液体ヘリウムの液化温度は4.2Kであるため、上記の
冷凍機の冷凍能力20K程度では液体ヘリウムが蒸発し
て液体ヘリウムの消費量が多くなっている。このため、
上記の冷凍機では常時液体ヘリウムの消費量を点検し補
充する必要があるが、液体ヘリウムは高価なため、液体
ヘリウムの蒸発が少なく使用状態で4K程度の冷凍能力
をもつ極低温冷凍機の必要性が高まっている。
2. Description of the Related Art The refrigerating capacity of a standard cryogenic refrigerator currently put into practical use is said to be about 20K in use.
On the other hand, the superconducting magnet that is the object to be cooled is cooled to a cryogenic temperature by liquid helium and is in a superconducting state.
Since the liquefaction temperature of liquid helium is 4.2K, liquid helium is evaporated and the amount of liquid helium consumed is increased when the refrigerating capacity of the refrigerator is about 20K. For this reason,
In the above refrigerator, it is necessary to constantly inspect and replenish the consumption of liquid helium, but since liquid helium is expensive, there is little evaporation of liquid helium and it is necessary to have a cryogenic refrigerator with a refrigerating capacity of about 4K in use. Nature is increasing.

【0003】図13、図14、図15は例えば特公昭4
6−30433号公報に示された従来のギフォード・マ
クマホンサイクルの極低温冷凍機を示すもので、図13
は構成図、図14は連結装置部の拡大図、図15は接続
装置部の拡大図である。これらの図において、1はこの
冷凍機の冷媒となる作動流体(例えばヘリウムガス)で
あり、2は後述の第1段シリンダ10が高圧バッファタ
ンク41から作動流体1を吸気する吸気バルブ、3は第
1段シリンダ10が低圧バッファタンク42へ作動流体
1を排気する排気バルブである。10は吸気バルブ2に
よって吸気された作動流体1を入れる第1段シリンダ、
11は第1段シリンダ10内の上部に配置された上部ガ
ス空間室、12は第1段シリンダ10内の下部に配置さ
れた第1段膨張室である。
FIG. 13, FIG. 14, and FIG.
FIG. 13 shows a conventional Gifford-McMahon cycle cryogenic refrigerator shown in Japanese Patent Publication No. 6-30433.
Is a configuration diagram, FIG. 14 is an enlarged view of a connecting device portion, and FIG. 15 is an enlarged view of a connecting device portion. In these figures, 1 is a working fluid (for example, helium gas) that serves as a refrigerant of this refrigerator, 2 is an intake valve through which a first-stage cylinder 10 described later sucks the working fluid 1 from a high-pressure buffer tank 41, and 3 is an intake valve. The first-stage cylinder 10 is an exhaust valve that exhausts the working fluid 1 to the low-pressure buffer tank 42. Reference numeral 10 denotes a first-stage cylinder for containing the working fluid 1 sucked by the intake valve 2,
Reference numeral 11 is an upper gas space chamber arranged in the upper part of the first stage cylinder 10, and 12 is a first stage expansion chamber arranged in the lower part of the first stage cylinder 10.

【0004】13は第1段シリンダ10内にあってその
中を往復運動し上部ガス空間室11と第1段膨張室12
の間で作動流体1を移動させる円筒状の第1段ディスプ
レーサで、その一端には後述する矢印ARと直交する方
向に貫通する円形の貫通孔13aを形成する円筒状の内
周壁部13bが設けられている。またその外周面の一部
には外周面を取り巻き外周面より100マイクロメート
ル程度突出した帯状の突出部13cが設けられ第1段シ
リンダ10の内周壁との間にわずかな隙間が設けられて
摺動可能にされている。14は第1段ディスプレーサ1
3の中に配置され作動流体1の寒冷を蓄冷する第1段蓄
冷器で、この容器の中には例えば燐青銅の円盤状の金網
を積層した第1段蓄冷材15が収容されている。
Numeral 13 is in the first-stage cylinder 10 and reciprocates in the first-stage cylinder 10 to cause an upper gas space chamber 11 and a first-stage expansion chamber 12.
The cylindrical first-stage displacer for moving the working fluid 1 between them is provided at one end thereof with a cylindrical inner peripheral wall portion 13b forming a circular through hole 13a penetrating in a direction orthogonal to an arrow AR described later. Has been. In addition, a strip-shaped protruding portion 13c that surrounds the outer peripheral surface and protrudes about 100 micrometers from the outer peripheral surface is provided on a part of the outer peripheral surface, and a slight gap is provided between the inner peripheral wall of the first-stage cylinder 10 and the sliding portion 13c. Have been made mobile. 14 is the first stage displacer 1
3 is a first-stage regenerator for storing the cold of the working fluid 1 and stores therein a first-stage regenerator material 15 in which, for example, phosphor bronze disc-shaped wire nets are laminated.

【0005】16は第1段シリンダ10と第1段ディス
プレーサ13の間で上部ガス空間室11と第1段膨張室
12とを区切るように配置され、作動流体1が上部ガス
空間室11と第1段膨張室12の間を移動する時に第1
段ディスプレーサ13の中に配置されている第1段蓄冷
器14を通って移動し第1段ディスプレーサ13の外周
を通って移動することを防止するための第1段シール、
17は第1段膨張室12の寒冷を外部に伝えるための第
1段冷凍ステージである。
Reference numeral 16 is arranged between the first-stage cylinder 10 and the first-stage displacer 13 so as to separate the upper gas space chamber 11 and the first-stage expansion chamber 12, and the working fluid 1 is separated from the upper gas space chamber 11 and the first gas space chamber 11. When moving between the first-stage expansion chambers 12, the first
A first stage seal to prevent movement through the first stage regenerator 14 disposed within the stage displacer 13 and through the outer periphery of the first stage displacer 13;
Reference numeral 17 is a first stage freezing stage for transmitting the coldness of the first stage expansion chamber 12 to the outside.

【0006】20は第1段シリンダ10と連結された第
2段シリンダ、21は第2段シリンダ20内の下部に配
置された第2段膨張室である。22は第2段シリンダ2
0内にあってその中を往復運動し第1段膨張室12と第
2段膨張室21の間で作動流体1を移動させる円筒状の
第2段ディスプレーサで、その一端には後述する矢印A
Rと直交する方向に貫通する円形の貫通孔22aを形成
する円筒状の内周壁部22bが設けられている。またそ
の外周面の一部には外周面を取り巻き外周面より100
マイクロメートル程度突出した帯状の突出部22cが設
けられ第2段シリンダ20の内周壁との間にわずかな隙
間が設けられて摺動可能にされている。23は第2段デ
ィスプレーサ22の中に配置され作動流体1の寒冷を蓄
冷する第2段蓄冷器で、この容器の中には例えば鉛の小
球が第2段蓄冷材24として収容されている。
Reference numeral 20 denotes a second-stage cylinder connected to the first-stage cylinder 10, and reference numeral 21 denotes a second-stage expansion chamber arranged in the lower portion of the second-stage cylinder 20. 22 is the second stage cylinder 2
A cylindrical second-stage displacer that is in 0 and reciprocates in it to move the working fluid 1 between the first-stage expansion chamber 12 and the second-stage expansion chamber 21.
A cylindrical inner peripheral wall portion 22b forming a circular through hole 22a penetrating in a direction orthogonal to R is provided. In addition, the outer peripheral surface is surrounded by a part of the outer peripheral surface and is 100
A strip-shaped protruding portion 22c protruding by about a micrometer is provided, and a slight gap is provided between the protruding portion 22c and the inner peripheral wall of the second-stage cylinder 20 so that the second-stage cylinder 20 can slide. A second-stage regenerator 23 is arranged in the second-stage displacer 22 and stores the cold of the working fluid 1. In this container, for example, lead globules are contained as the second-stage regenerator material 24. .

【0007】25は第2段シリンダ20と第2段ディス
プレーサ22の間で第1段膨張室12と第2段膨張室2
1とを区切るように配置され、作動流体1が第1段膨張
室12と第2段膨張室21の間を移動する時に第2段デ
ィスプレーサ22の中に配置されている第2段蓄冷器2
3を通って移動し第2段ディスプレーサ22の外周を通
って移動することを防止するための第2段シール、26
は第2段膨張室21の寒冷を外部に伝えるための第2段
冷凍ステージである。
Reference numeral 25 denotes a first stage expansion chamber 12 and a second stage expansion chamber 2 between the second stage cylinder 20 and the second stage displacer 22.
The second-stage regenerator 2 which is arranged so as to divide the first-stage expansion chamber 22 from the first-stage expansion chamber 12 when the working fluid 1 moves between the first-stage expansion chamber 12 and the second-stage expansion chamber 21.
A second stage seal to prevent movement through the outer periphery of the second stage displacer 22 and 26
Is a second freezing stage for transmitting the cold of the second expansion chamber 21 to the outside.

【0008】30は第1段及び第2段ディスプレーサ1
3、22を矢印ARの方向に往復直線運動させるための
駆動用モータ、32は駆動用モータ30と連結しその回
転運動を往復直線運動に変換するスコッチヨーク機構、
33は第1段ディスプレーサ13とスコッチヨーク機構
32とを連結し駆動用モータ30の駆動力を第1段ディ
スプレーサ13に伝える駆動軸で、第1段ディスプレー
サ13側の端部にネジ部が設けられている。40は作動
流体1を圧縮する圧縮機、41は高圧側の圧力変動を小
さくする高圧バッファタンク、42は低圧側の圧力変動
を小さくする低圧バッファタンク、43は高圧と低圧の
差圧を一定に保つ差圧保持装置で、上記のスコッチヨー
ク機構32の動作と連動されている。44は上記の圧縮
機40、高圧バッファタンク41、低圧バッファタンク
42、吸気バルブ2、排気バルブ3を接続した作動流体
圧縮配管回路で、回路の出入口が、第1段シリンダ10
の上部ガス空間室11に接続されている。
Numeral 30 is a first-stage and second-stage displacer 1.
A driving motor for reciprocating linear movements of 3 and 22 in the direction of the arrow AR, 32 is a Scotch yoke mechanism which is connected to the driving motor 30 and converts its rotational movement into reciprocating linear movement,
Reference numeral 33 is a drive shaft that connects the first-stage displacer 13 and the Scotch yoke mechanism 32 and transmits the driving force of the drive motor 30 to the first-stage displacer 13. ing. Reference numeral 40 is a compressor for compressing the working fluid 1, 41 is a high pressure buffer tank for reducing pressure fluctuations on the high pressure side, 42 is a low pressure buffer tank for reducing pressure fluctuations on the low pressure side, and 43 is a constant differential pressure between the high pressure and the low pressure. It is a differential pressure holding device for holding, and is linked with the operation of the Scotch yoke mechanism 32. Reference numeral 44 is a working fluid compression piping circuit in which the compressor 40, the high pressure buffer tank 41, the low pressure buffer tank 42, the intake valve 2 and the exhaust valve 3 are connected, and the inlet and outlet of the circuit are the first stage cylinder 10
Is connected to the upper gas space chamber 11.

【0009】100は第1段ディスプレーサ13と第2
段ディスプレーサ22を連結するための正四角柱状の接
続片で、矢印ARと直交する方向に貫通する上側の円形
の貫通孔100aを形成する円筒状の内周壁部100c
及び矢印ARと直交する方向に貫通する下側の円形の貫
通孔100bを形成する円筒状の内周壁部100dが設
けられている。上記の内周壁部100cと内周壁部10
0dは所定の軸間距離をもって互いに直交している。1
01は接続片100と第1段ディスプレーサ13を接続
するための丸棒状の第1の接続ピンで、接続片100の
上側の内周壁部100cと接触する接触部101a及び
第1段ディスプレーサ13の内周壁部13bと接触する
接触部101bが設けられている。102は接続片10
0と第2段ディスプレーサ22を接続するための丸棒状
の第2の接続ピンで、接続片100の下側の内周壁部1
00dと接触する接触部102a及び第2段ディスプレ
ーサ22の内周壁部22bと接触する接触部102bが
設けられている。
Reference numeral 100 designates a first stage displacer 13 and a second stage displacer 13.
A regular square columnar connecting piece for connecting the step displacer 22 and a cylindrical inner peripheral wall portion 100c forming an upper circular through hole 100a penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR.
Also, a cylindrical inner peripheral wall portion 100d forming a lower circular through hole 100b penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR is provided. The inner peripheral wall portion 100c and the inner peripheral wall portion 10 described above.
0d are orthogonal to each other with a predetermined axial distance. 1
Reference numeral 01 is a round bar-shaped first connecting pin for connecting the connecting piece 100 and the first-stage displacer 13, and includes the contact portion 101a that contacts the upper inner peripheral wall portion 100c of the connecting piece 100 and the first-stage displacer 13. A contact portion 101b that contacts the peripheral wall portion 13b is provided. 102 is a connecting piece 10
0 and the second stage displacer 22 are round bar-shaped second connecting pins, and the inner peripheral wall portion 1 below the connecting piece 100.
00d and a contact portion 102b that contacts the inner peripheral wall portion 22b of the second stage displacer 22 are provided.

【0010】上記の第1の接続ピン101と第2の接続
ピン102は、接続片100に設けられた内周壁部10
0c、100dに摺動可能に装着されている。更に、第
1の接続ピン101は第1段ディスプレーサ13に設け
られた内周壁部13bに装着されている。第2の接続ピ
ン102は第2段ディスプレーサ22に設けられた内周
壁部22bに装着されている。上記の接続片100、第
1の接続ピン101、第2の接続ピン102、第1段デ
ィスプレーサ13の一端に設けられた第1の接続ピン1
01装着用の内周壁部13b、第2段ディスプレーサ2
2の一端に設けられた第2の接続ピン102装着用の内
周壁部22bにより連結装置104が構成されている。
The first connecting pin 101 and the second connecting pin 102 are the inner peripheral wall portion 10 provided on the connecting piece 100.
It is slidably mounted on 0c and 100d. Further, the first connection pin 101 is mounted on the inner peripheral wall portion 13b provided on the first stage displacer 13. The second connecting pin 102 is mounted on the inner peripheral wall portion 22b provided on the second stage displacer 22. The connection piece 100, the first connection pin 101, the second connection pin 102, and the first connection pin 1 provided at one end of the first stage displacer 13
01 inner wall 13b for mounting, second stage displacer 2
The connecting device 104 is configured by the inner peripheral wall portion 22b for mounting the second connecting pin 102 provided at one end of the second connecting pin 102.

【0011】第1段ディスプレーサ13と第2段ディス
プレーサ22とは上記のような状態で互いに直交する三
方向に自由に動くように連結装置104により連結され
ている。上記のように構成されているのは、熱の侵入領
域を小さくして冷凍能力の低下を防ぐためで、2つのデ
ィスプレーサの連結装置104の長さや断面積を小さく
する必要があり、連結装置104の長さや断面積が大き
くなるようなユニバーサルジョイント方式の使用は得策
ではない。
The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 22 are connected by a connecting device 104 so as to freely move in three directions orthogonal to each other in the above-mentioned state. The above-mentioned structure is used to reduce the heat penetration area and prevent the reduction of the refrigerating capacity, and it is necessary to reduce the length and cross-sectional area of the connecting device 104 of the two displacers. It is not a good idea to use a universal joint method that increases the length and cross-sectional area of the.

【0012】300は第1段ディスプレーサ13の上端
部に取り付けられた円板状のナット止め板で、その中心
部に駆動軸33と接触しない十分な大きさの貫通孔30
0aを形成する円筒状の内周壁部300bが設けられて
いる。301は駆動軸33と第1段ディスプレーサ13
とをナット止め板300を介して接続する取り付けナッ
ト、302は第1段ディスプレーサ13の上端部の中心
部に設けられた直径の異なる2つの円筒状の段付き形状
の穴部で形成された取り付けナット301を収容するナ
ット収容部で、上端部側の大きい方の穴部302aを形
成する内周壁部302b及び取り付けナット301と接
触する底部302eが設けられ、更に小さい方の穴部3
02cを形成する内周壁部302dが設けられている。
内周壁部302bは取り付けナット301と接触しない
十分な大きさの直径及び取り付けナット301の高さよ
り大きい深さを有し、内周壁部302dは取り付けナッ
ト301の大きさより小さく駆動軸33と接触しない十
分な大きさの直径及び深さを有する。
Reference numeral 300 denotes a disk-shaped nut stopper plate attached to the upper end portion of the first-stage displacer 13, and has a through hole 30 of a sufficient size so as not to come into contact with the drive shaft 33 at the center thereof.
A cylindrical inner peripheral wall portion 300b forming 0a is provided. 301 is the drive shaft 33 and the first stage displacer 13
And a mounting nut for connecting and via the nut stopper plate 300, and 302 is a mounting nut formed in the central portion of the upper end of the first stage displacer 13 having two cylindrical stepped holes with different diameters. In the nut accommodating portion that accommodates the nut 301, an inner peripheral wall portion 302b that forms a larger hole portion 302a on the upper end portion side and a bottom portion 302e that contacts the mounting nut 301 are provided, and the smaller hole portion 3
An inner peripheral wall portion 302d forming 02c is provided.
The inner peripheral wall portion 302b has a diameter large enough not to contact the mounting nut 301 and a depth larger than the height of the mounting nut 301, and the inner peripheral wall portion 302d is smaller than the size of the mounting nut 301 and does not contact the drive shaft 33. It has various diameters and depths.

【0013】取り付けナット301はナット収容部30
2内でナット止め板300の貫通孔300aを通った駆
動軸33のねじ部とねじ止めされている。更に駆動軸3
3と第1段ディスプレーサ13とを自由度を持って接続
するため、取り付けナット301の高さはナット収容部
302の内周壁部302bの深さより小さくしてあるの
で、取り付けナット301は駆動軸33の矢印ARの方
向にわずかな隙間を有してナット収容部302に収容さ
れている。このため駆動軸33が往復運動すると取り付
けナット301はナット止め板300及び第1段ディス
プレーサ13のナット収容部302の底部302eと交
互に接触する。上記のナット止め板300、取り付けナ
ット301、ナット収容部302により接続装置320
が構成されている。第1段ディスプレーサ13は上記の
ような状態で駆動軸33に対して駆動軸33の径方向に
自由に動きうるように接続装置320により接続されて
いる。
The mounting nut 301 is a nut housing portion 30.
2 is screwed to the threaded portion of the drive shaft 33 that has passed through the through hole 300a of the nut stopper plate 300. Further drive shaft 3
3 is connected to the first-stage displacer 13 with a degree of freedom, the height of the mounting nut 301 is smaller than the depth of the inner peripheral wall portion 302b of the nut accommodating portion 302. It is accommodated in the nut accommodating portion 302 with a slight gap in the direction of arrow AR. Therefore, when the drive shaft 33 reciprocates, the mounting nut 301 alternately contacts the nut stopper plate 300 and the bottom portion 302e of the nut accommodating portion 302 of the first stage displacer 13. The nut stopper plate 300, the mounting nut 301, and the nut accommodating portion 302 are used to connect the connecting device 320.
Is configured. The first stage displacer 13 is connected to the drive shaft 33 by the connecting device 320 so as to be freely movable in the radial direction of the drive shaft 33 in the above-described state.

【0014】次に動作について説明する。駆動用モータ
30を回転させると、回転運動がそのモータ軸に連結さ
れたスコッチヨーク機構32によって往復直線運動に変
換され駆動軸33が矢印ARの方向に往復運動する。こ
の駆動軸33に取り付けられた第1段ディスプレーサ1
3はその突出部13cで第1段シリンダ10と摺動しな
がら第1段シリンダ10の内部で、第2段ディスプレー
サ22はその突出部22cで第2段シリンダ20と摺動
しながら第2段シリンダ20の内部で各々往復運動す
る。第1段及び第2段ディスプレーサ13、22の位置
が最下点に達し第1段及び第2段膨張室12、21の容
積がほぼ最小となった時、吸気バルブ2が開かれ、圧縮
機40から吸気バルブ2を介して高圧の作動流体1が上
部ガス空間室11を通って第1段蓄冷器14の内部で第
1段蓄冷材15と熱交換し冷却されながら第1段膨張室
12に導入される。更に、一部の作動流体1は第2段蓄
冷器23の内部で第2段蓄冷材24と熱交換し冷却され
ながら、第2段膨張室21に導入される。
Next, the operation will be described. When the drive motor 30 is rotated, the rotational motion is converted into a reciprocating linear motion by the Scotch yoke mechanism 32 connected to the motor shaft, and the drive shaft 33 reciprocates in the direction of arrow AR. The first stage displacer 1 attached to the drive shaft 33.
Reference numeral 3 is inside the first-stage cylinder 10 while sliding with the first-stage cylinder 10 at its protrusion 13c, and second-stage displacer 22 is at the second stage while sliding with the second-stage cylinder 20 at its protrusion 22c. Each of the cylinders 20 reciprocates. When the positions of the first-stage and second-stage displacers 13 and 22 reach the lowest points and the volumes of the first-stage and second-stage expansion chambers 12 and 21 become substantially minimum, the intake valve 2 is opened and the compressor is opened. The high-pressure working fluid 1 from 40 through the intake valve 2 passes through the upper gas space 11 and exchanges heat with the first-stage regenerator material 15 inside the first-stage regenerator 14 while being cooled and the first-stage expansion chamber 12 Will be introduced to. Further, a part of the working fluid 1 is introduced into the second-stage expansion chamber 21 while being heat-exchanged with the second-stage regenerator material 24 inside the second-stage regenerator 23 to be cooled.

【0015】第1段及び第2段ディスプレーサー13、
22の位置が最上点に達し第1段及び第2段膨張室1
2、21の容積がほぼ最大になった時、吸気バルブ2が
閉じられて排気バルブ3が開かれると、第1段及び第2
段膨張室12、21内において作動流体1は高圧の状態
から低圧の状態に膨張すると同時に熱をうばわれ、熱を
うばわれた作動流体1は第1段及び第2段蓄冷器14、
23の内部で第1段及び第2段蓄冷材15、24と熱交
換して第1段及び第2段蓄冷材15、24を冷却し、第
1段及び第2段蓄冷材15、24に冷熱を蓄積しながら
上部ガス空間室11を通って圧縮機40に戻される。こ
の動作を繰返すことによって、第1段および第2段膨張
室12、21は20Kの極低温に冷却される。
First and second stage displacers 13,
22 reaches the highest point and the first and second expansion chambers 1
When the intake valves 2 are closed and the exhaust valves 3 are opened when the volumes of 2, 2 are almost maximum, the first stage and the second stage
In the stage expansion chambers 12 and 21, the working fluid 1 expands from a high-pressure state to a low-pressure state, and at the same time, it receives heat.
Inside the 23, heat is exchanged with the first-stage and second-stage regenerator materials 15 and 24 to cool the first-stage and second-stage regenerator materials 15 and 24 to form the first-stage and second-stage regenerator materials 15 and 24. The cold heat is accumulated and returned to the compressor 40 through the upper gas space 11. By repeating this operation, the first-stage and second-stage expansion chambers 12 and 21 are cooled to a cryogenic temperature of 20K.

【0016】そこで第1段及び第2段膨張室12、21
に熱接触良く取り付けた第1段冷凍ステージ17と第2
段冷凍ステージ26にそれぞれ被冷却物(図示せず)を
取り付けると、被冷却物は熱エネルギーを奪われ冷却さ
れる。
Therefore, the first-stage and second-stage expansion chambers 12, 21
1st stage freezing stage 17 and 2
When an object to be cooled (not shown) is attached to each of the freezing stages 26, the object to be cooled is deprived of heat energy and cooled.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】極低温冷凍機は、上記
のように極低温を発生するためシリンダ等に熱応力によ
る歪みが発生する。上記のように構成された極低温冷凍
機では、例えば第1段シリンダ10の第1段ディスプレ
ーサ13の往復運動方向の軸心に対して、熱歪みを受け
た第2段シリンダ20の第2段ディスプレーサ22の往
復運動方向の軸心がずれたり傾くと、第2段ディスプレ
ーサ22は第2段シリンダ20の内周壁から外力を受け
ながら熱歪みを受けた第2段シリンダ20の軸心に沿っ
て往復運動しようとする。そのためには、第2段ディス
プレーサ22は第1段ディスプレーサ13の径方向に自
由に動けることが必要となる。
Since the cryogenic refrigerator produces the cryogenic temperature as described above, distortion due to thermal stress occurs in the cylinder and the like. In the cryogenic refrigerator configured as described above, for example, the second stage of the second stage cylinder 20 that has been thermally strained with respect to the axial center of the first stage displacer 13 of the first stage cylinder 10 in the reciprocating direction. When the axis of the reciprocating motion of the displacer 22 is displaced or tilted, the second-stage displacer 22 receives the external force from the inner peripheral wall of the second-stage cylinder 20 and is thermally strained along the axis of the second-stage cylinder 20. Trying to reciprocate. For that purpose, the second stage displacer 22 needs to be able to freely move in the radial direction of the first stage displacer 13.

【0018】そこで、第1段及び第2段ディスプレーサ
13、22は互いに径方向に自由に動けるように連結装
置104によって連結されており、例えば第1段ディス
プレーサ13の往復運動方向の軸心と第2段ディスプレ
ーサ22の往復運動方向との軸心が同軸でなくても第1
段及び第2段ディスプレーサ13、22各々軸方向に円
滑に動けなければならない。
Therefore, the first-stage and second-stage displacers 13 and 22 are connected to each other by a connecting device 104 so that they can freely move in the radial direction. Even if the axis of the two-stage displacer 22 is not coaxial with the reciprocating direction, the first
Each of the stage and second stage displacers 13, 22 must be able to move smoothly in the axial direction.

【0019】第1段及び第2段ディスプレーサ13、2
2が互いに径方向に自由に動けるためには、この連結装
置104の接続片100が第1及び第2の接続ピン10
1、102との摺動部(接続片100の内周壁部100
cと第1の接続ピン101の接触部101a間、接続片
100の内周壁部100dと第2の接続ピン102の接
触部102a間)において接続ピンの周方向と共に中心
軸方向に常にスムーズに滑りうる状態にあることが必要
である。
First and second stage displacers 13, 2
In order for the two to be able to move freely in the radial direction relative to each other, the connecting piece 100 of this coupling device 104 must have the first and the second connecting pin 10
Sliding part with the inner peripheral wall part 100 of the connecting piece 100
c between the contact portion 101a of the first connection pin 101 and between the inner peripheral wall portion 100d of the connection piece 100 and the contact portion 102a of the second connection pin 102), and the contact pin always slides smoothly along with the circumferential direction of the connection pin. You need to be in a good condition.

【0020】ところが、発明者は上記のような作用効果
を期待した連結装置104の接続片100が第1及び第
2の接続ピン101、102との摺動部において接続ピ
ンの中心軸方向に滑らない場合があることを発見した。
上記の連結装置104の摺動部(接続片100の内周壁
部100cと第1の接続ピン101の接触部101a
間、接続片100の内周壁部100dと第2の接続ピン
102の接触部102a間)が滑らないと第1段及び第
2段ディスプレーサ13、22は互いに直交する三方向
に自由に動けないため、例えば第1段ディスプレーサ1
3の往復運動方向の軸心と第2段ディスプレーサ22の
往復運動方向の軸心とがずれたり傾いたりしていると上
記の連結装置104の摺動部は滑る必要があり、滑らな
いと第1段及び第2段ディスプレーサ13、22は互い
に直交する三方向に自由に動けないため、ディスプレー
サは熱歪みを受けたシリンダの軸心に沿って往復運動す
ることができずシリンダとの擦れによる摩擦熱が増加し
冷凍能力の低下をまねく。以下その詳細を接続片100
と第1の接続ピン101との摺動部(接続片100の内
周壁部100cと第1の接続ピン101の接触部101
a間)を代表例として図14で説明する。
However, the inventor has expected that the connecting piece 100 of the connecting device 104, which is expected to have the above-described effects, will slide in the central axis direction of the connecting pin at the sliding portion with the first and second connecting pins 101 and 102. I have found that there are times when there is not.
The sliding portion of the coupling device 104 (the inner peripheral wall portion 100c of the connecting piece 100 and the contact portion 101a of the first connecting pin 101)
If the inner peripheral wall portion 100d of the connecting piece 100 and the contact portion 102a of the second connecting pin 102 do not slide, the first-stage and second-stage displacers 13, 22 cannot freely move in three directions orthogonal to each other. , For example, the first stage displacer 1
If the axial center of the reciprocating motion of 3 and the axial center of the reciprocating motion of the second stage displacer 22 are deviated or inclined, the sliding portion of the coupling device 104 needs to slide. Since the first-stage and second-stage displacers 13 and 22 cannot freely move in three directions orthogonal to each other, the displacer cannot reciprocate along the axial center of the cylinder that has been thermally strained, and friction due to friction with the cylinder The heat increases and the refrigerating capacity decreases. The details will be described below with the connecting piece 100.
And the first connection pin 101 sliding portion (the inner peripheral wall portion 100c of the connection piece 100 and the contact portion 101 of the first connection pin 101
14 will be described as a representative example.

【0021】図14において、Xは第1の接続ピン10
1の中心軸方向、Yは第2の接続ピン102の中心軸方
向を示す。DAは正四角柱状の接続片100の一辺の長
さ、Dp1は第1の接続ピン101の直径、Dp2は第
2の接続ピン102の直径、Lは接続片100に設けら
れた上下の円形の貫通孔100a、100bに装着され
る第1の接続ピン101と第2の接続ピン102との間
の軸間距離(上下の貫通孔100a、100bを形成す
る円筒状の内周壁部100c、100d間の軸間距離で
もある)である。F1は第2の接続ピン102を介して
接続片100が受けるX方向の外力、F2はX方向の外
力F1により接続片100が第1の接続ピン101のX
方向に滑り出す直前状態時の摩擦抗力、Aは接続片10
0の一辺と交わるその内周壁部100cの端部である。
In FIG. 14, X is the first connection pin 10
1 represents the central axis direction, and Y represents the central axis direction of the second connection pin 102. DA is the length of one side of the connecting piece 100 in the shape of a regular square pole, Dp1 is the diameter of the first connecting pin 101, Dp2 is the diameter of the second connecting pin 102, and L is the upper and lower circular shape provided on the connecting piece 100. The axial distance between the first connecting pin 101 and the second connecting pin 102 mounted in the through holes 100a, 100b (between the cylindrical inner peripheral wall portions 100c, 100d forming the upper and lower through holes 100a, 100b). Is also the distance between the axes). F1 is an external force in the X direction that the connecting piece 100 receives via the second connecting pin 102, and F2 is an external force F1 in the X direction that causes the connecting piece 100 to move toward the X of the first connecting pin 101.
Frictional force in the state immediately before sliding in the direction, A is the connecting piece 10
It is the end of the inner peripheral wall portion 100c that intersects one side of 0.

【0022】例えば第2の接続ピン102を介して接続
片100がX方向の外力F1で押された際に、接続片1
00は第1の接続ピン101との摺動部においてX方向
に滑ろうとする。この滑り出す直前の状態を接続片10
0の端部Aでのモーメントで考える。X方向の外力F1
によるモーメントが摩擦抗力F2によるモーメントより
も大きい関係になると、接続片100は端部Aを中心軸
として回転し始め端部Aでこじれ始めるため第1の接続
ピン101との摺動部が摺動不能となり、接続片100
はX方向に滑らなくなることがわかった。
For example, when the connecting piece 100 is pushed by the external force F1 in the X direction via the second connecting pin 102, the connecting piece 1
00 tries to slide in the X direction at the sliding portion with the first connection pin 101. The connection piece 10 is in the state immediately before starting to slide.
Consider the moment at the end A of 0. External force F1 in X direction
When the moment due to is larger than the moment due to the frictional resistance F2, the connecting piece 100 starts to rotate about the end portion A as a center axis and starts to twist at the end portion A, so that the sliding portion with the first connecting pin 101 slides. It becomes impossible and the connecting piece 100
Was found not to slip in the X direction.

【0023】即ち、以下の式で示される関係にあるとき
摺動不能となる。 F2×DA/2<F1×(L−Dp1/2) ここで接続片100と第1の接続ピン101との摺動部
の摩擦係数をKとするとF1=K×F2であるから、こ
れを代入すると DA<2×K×(L−Dp1/2) となり、摺動部の摩擦係数Kが大きくなればなる程、軸
間距離Lが長くなればなる程、接続片100の一辺の長
さDAが小さくなればなる程滑らなくなる。
That is, when the relationship expressed by the following equation is satisfied, sliding is impossible. F2 × DA / 2 <F1 × (L-Dp1 / 2) Here, if the friction coefficient of the sliding portion between the connecting piece 100 and the first connecting pin 101 is K, then F1 = K × F2, so Substituting DA <2 × K × (L−Dp1 / 2), the larger the friction coefficient K of the sliding portion, the longer the inter-axis distance L, and the length of one side of the connecting piece 100. The smaller the DA, the less slippery.

【0024】従来の製品の連結装置104では例えば接
続片100にアルミ合金、第1及び第2の接続ピン10
1、102にステンレスの金属材料が使用されているの
で摩擦係数Kが大きく、又図14に示すように接続片1
00に設けられた貫通孔間の軸間距離Lも長かった。上
記のことにより接続片100の上側の内周壁部100c
の端部Aが第1の接続ピン101の接触部101aとこ
じれて摺動状態とならない場合があることがわかった。
In the conventional product coupling device 104, for example, the connection piece 100 is made of aluminum alloy and the first and second connection pins 10 are used.
Since a metallic material of stainless steel is used for 1 and 102, the friction coefficient K is large, and as shown in FIG.
The axial distance L between the through holes provided in No. 00 was also long. Due to the above, the inner peripheral wall portion 100c on the upper side of the connection piece 100
It has been found that the end portion A of the first contact pin 101 may be twisted into the contact portion 101a of the first connection pin 101 and may not be brought into a sliding state.

【0025】又、上記のように構成された極低温冷凍機
では駆動軸33と第1段ディスプレーサ13との接続装
置320に於いても、第1段ディスプレーサ13と第2
段ディスプレーサ22との連結装置104と同様に、第
1段ディスプレーサ13は駆動軸33に対して直交する
三方向に自由に動けることが必要となる。すなわち、第
1段ディスプレーサ13が駆動軸33に対して直交する
三方向に自由に動けるためには接続装置320の取り付
けナット301とナット止め板300の間及び取り付け
ナット301とナット収容部302の底部302eの間
の接触部が常に滑りうる状態にあることが必要である。
Further, in the cryogenic refrigerator constructed as described above, also in the connecting device 320 between the drive shaft 33 and the first stage displacer 13, the first stage displacer 13 and the second stage displacer 13 are connected.
Similar to the connecting device 104 with the stage displacer 22, the first stage displacer 13 needs to be freely movable in three directions orthogonal to the drive shaft 33. That is, in order to allow the first-stage displacer 13 to freely move in three directions orthogonal to the drive shaft 33, between the mounting nut 301 and the nut stopper plate 300 of the connection device 320 and between the mounting nut 301 and the bottom of the nut accommodating portion 302. It is necessary that the contact portion between 302e is always in a slippery state.

【0026】ところが、上記のような作用効果を期待し
た接続装置320の取り付けナット301とナット止め
板300の間及び取り付けナット301とナット収容部
302の底部302eの間の接触部が矢印ARと直交す
るX、Y方向(径方向)に滑らない場合がある。上記の
接続装置320の接触部(取り付けナット301とナッ
ト止め板300の間及び取り付けナット301とナット
収容部302の底部302eの間)が滑らないと第1段
ディスプレーサ13は駆動軸33に対して直交する三方
向に自由に動けないため、駆動軸33の往復運動方向の
軸心と第1段ディスプレーサ13の往復運動方向の軸心
とがずれたり傾いたりしていると、連結装置104と同
様に第1段ディスプレーサ13は熱歪みを受けた第1段
シリンダ10の軸心に沿って往復運動することができず
シリンダとの擦れによる摩擦熱が増加し冷凍能力の低下
をまねく。以下その詳細を図15で説明する。取り付け
ナット301とナット止め板300間にはわずかな隙間
があり、例えば駆動軸33が矢印ARの上方向に運動し
た際に、ナット止め板300に衝突してから摺動しよう
とするので衝突時の摩擦抵抗が大きいと、取り付けナッ
ト301とナット止め板300とは摺動不能となりX、
Y方向に滑らなくなる。特に、取り付けナット301が
ナット止め板300に片当りする場合にこの傾向が強
い。駆動軸33が矢印ARの下方向に運動した際は取り
付けナット301はナット収容部302の底部302e
に衝突するが、この二者間の接触部についても上記と同
様である。
However, the contact portions between the mounting nut 301 and the nut stopper plate 300 of the connection device 320 and between the mounting nut 301 and the bottom portion 302e of the nut accommodating portion 302, which are expected to have the above-described effects, are orthogonal to the arrow AR. It may not slip in the X and Y directions (radial direction). If the contact portions of the connecting device 320 (between the mounting nut 301 and the nut stopper plate 300 and between the mounting nut 301 and the bottom portion 302e of the nut accommodating portion 302) do not slip, the first-stage displacer 13 will move with respect to the drive shaft 33. Since it cannot move freely in three orthogonal directions, if the axis of the drive shaft 33 in the reciprocating direction and the axis of the first stage displacer 13 in the reciprocating direction are deviated or inclined, similar to the coupling device 104. In addition, the first-stage displacer 13 cannot reciprocate along the axial center of the first-stage cylinder 10 that has been subjected to thermal strain, and frictional heat due to friction with the cylinder increases, leading to a reduction in refrigerating capacity. The details will be described below with reference to FIG. There is a slight gap between the mounting nut 301 and the nut stopper plate 300. For example, when the drive shaft 33 moves upward in the arrow AR, the nut stopper plate 300 collides with the nut stopper plate 300 and then slides. If the frictional resistance of is large, the mounting nut 301 and the nut stopper plate 300 cannot slide, and X,
It does not slip in the Y direction. This tendency is particularly strong when the mounting nut 301 is one-sided against the nut stopper plate 300. When the drive shaft 33 moves in the downward direction of the arrow AR, the mounting nut 301 is attached to the bottom portion 302e of the nut accommodating portion 302.
The same applies to the contact portion between the two.

【0027】従来の接続装置320においては、この接
触部には例えば取り付けナット301にステンレス、ナ
ット止め板300にアルミが使用され、その摩擦係数K
が大きいため、上記のような状態になり取り付けナット
301がナット止め板300と摺動しない場合があるこ
とがわかった。
In the conventional connecting device 320, for example, stainless steel is used for the mounting nut 301 and aluminum is used for the nut stopper plate 300, and the friction coefficient K is used for this contact portion.
It has been found that the mounting nut 301 may not slide on the nut stopper plate 300 in the above-described state because of the large value.

【0028】又、上記のように構成された極低温冷凍機
を使用する際に、取り付けの関係上シリンダを水平に設
置することがある。垂直に設置する場合は、上方が作動
流体の高温部、下方が作動流体の低温部となるため、作
動流体は対流を生じ難く、水平設置に比べ冷凍能力の低
下が少ないが、水平に設置する場合は、シリンダ内の作
動流体の高温部と低温部が水平となり作動流体に対流を
生じ高温部から低温部に熱が運ばれ冷凍能力が低下す
る。その際ディスプレーサとシリンダの隙間が大きいと
作動流体は対流を生じ易いので、隙間を小さくする必要
がある。このためシリンダを水平に設置する極低温冷凍
機では、ディスプレーサとシリンダの隙間をシリンダを
垂直に設置する極低温冷凍機より小さく設計しており、
ディスプレーサが必要以外の箇所でシリンダと擦れない
ようにするための高精度な機械加工が必要となる。
When using the cryogenic refrigerator constructed as described above, the cylinder may be installed horizontally due to mounting. When installed vertically, the upper part is the high temperature part of the working fluid and the lower part is the low temperature part of the working fluid, so it is difficult for convection to occur in the working fluid, and there is less reduction in the refrigeration capacity compared to horizontal installation, but it is installed horizontally. In this case, the high temperature part and the low temperature part of the working fluid in the cylinder become horizontal and convection occurs in the working fluid, heat is transferred from the high temperature part to the low temperature part, and the refrigerating capacity decreases. At this time, if the gap between the displacer and the cylinder is large, the working fluid is likely to generate convection, so the gap needs to be small. For this reason, the cryogenic refrigerator in which the cylinder is installed horizontally is designed to have a smaller gap between the displacer and the cylinder than the cryogenic refrigerator in which the cylinder is installed vertically.
High-precision machining is required to prevent the displacer from rubbing against the cylinder at locations other than those required.

【0029】ディスプレーサには一般的に綿布で補強さ
れたフェノール樹脂が使用されており、高精度に機械加
工することは発熱の影響等で金属を機械加工するのに比
べて難しい。更に、フェノール樹脂は吸湿しやすいの
で、極低温冷凍機の運転中に吸湿した水分を放出し変形
を生じる。この水分が低温部で凝縮氷結するとディスプ
レーサとシリンダの隙間の摺動部での摩擦力の増大やシ
ール部でのリークにより冷凍能力が低下する。このため
従来のディスプレーサは真空乾燥炉で十分に脱水処理を
行なったのちに機械加工を行い、保管や組立の際にも万
全の注意を要する等その製作法、管理法が難しいので、
機械加工費や管理費等の製造コストが高くなる。
A phenol resin reinforced with cotton cloth is generally used for the displacer, and it is difficult to machine with high precision compared to machining metal due to the influence of heat generation. Further, since the phenol resin easily absorbs moisture, the absorbed moisture is released during the operation of the cryogenic refrigerator, causing deformation. When this water condenses and freezes in the low temperature part, the refrigerating capacity is deteriorated due to an increase in frictional force in the sliding part of the gap between the displacer and the cylinder and a leak in the seal part. For this reason, conventional displacers are dehydrated in a vacuum drying furnace, then machined, and require careful attention during storage and assembly.
Manufacturing costs such as machining costs and management costs increase.

【0030】又、摩擦特性や磨耗特性が綿布入りのフェ
ノール樹脂より優れた材料としてはポリイミド樹脂やフ
ッソ樹脂があるが、熱収縮率が大きくディスプレーサを
製作すると形状精度が保てないため、従来は熱収縮率の
小さな材料例えばステンレスで作られたディスプレーサ
にポリイミド樹脂やフッソ樹脂をコーティングするとい
う方法もとられていた。
Further, polyimide resin and fluorine resin are superior in the friction characteristics and abrasion characteristics to the phenol resin containing cotton cloth, but since the heat shrinkage rate is large and the precision of the shape cannot be maintained when the displacer is manufactured, the conventional method is used. A method has been used in which a displacer made of a material having a small heat shrinkage, such as stainless steel, is coated with a polyimide resin or a fluorine resin.

【0031】しかし、コーティングには費用と時間がか
かる。又、母材を高温にする工程があるため母材は耐熱
性の高い金属製の材料にかぎられる。更に、長時間運転
によるコーティング層の磨耗修復に対しては、ディスプ
レーサの表面から一度コーティング層を取り除き再度コ
ーティングをしなければならずディスプレーサの再利用
が難しい。コーティングされた新品のディスプレーサを
使用すれば高価になる。又、低温時の摩擦・磨耗特性に
優れている超高分子量ポリエチレンはコーティングして
も剥れ易いという問題点もある。
However, coating is expensive and time consuming. Further, since there is a step of raising the temperature of the base material, the base material is limited to a metal material having high heat resistance. Furthermore, in order to repair the wear of the coating layer due to long-term operation, it is difficult to reuse the displacer because the coating layer must be removed from the surface of the displacer and coated again. Using a new coated displacer is expensive. In addition, there is a problem that the ultra-high molecular weight polyethylene, which has excellent friction and wear characteristics at low temperatures, is easily peeled off even if it is coated.

【0032】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、連結装置が円滑に動き各ディ
スプレーサの往復運動方向の軸心がずれたり傾いたりし
ていてもディスプレーサの往復運動における摩擦熱の発
生が少なく、冷凍能力の低下を防止でき、又冷却性能が
安定する極低温冷凍機を得ることを目的とする。更に、
連結装置の長さが短くなって熱の侵入を少なくすること
ができ、又摺動部における摩擦熱の発生が少ない極低温
冷凍機を得ることを目的とする。更に、従来の材料にコ
ーティング層やスリーブを施して使用でき、安価な極低
温冷凍機を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and the reciprocating movement of the displacer is possible even if the connecting device moves smoothly and the axial center of the reciprocating movement direction of each displacer is deviated or inclined. It is an object of the present invention to obtain a cryogenic refrigerator in which frictional heat is not generated during exercise, a decrease in refrigerating capacity can be prevented, and cooling performance is stable. Furthermore,
It is an object of the present invention to obtain a cryogenic refrigerator in which the length of the connecting device is shortened, heat can be prevented from entering, and frictional heat is less generated in the sliding portion. Further, it is an object to obtain an inexpensive cryogenic refrigerator which can be used by applying a coating layer or a sleeve to a conventional material.

【0033】又、接続装置が円滑に動きディスプレーサ
と駆動軸との往復運動方向の軸心がずれたり傾いたりし
ていてもディスプレーサの往復運動における摩擦熱の発
生が少なく、冷凍能力の低下を防止でき、又冷凍性能が
安定する極低温冷凍機を得ることを目的とする。
Further, even if the connecting device moves smoothly and the axial center of the reciprocating motion between the displacer and the drive shaft is deviated or tilted, frictional heat is less generated in the reciprocating motion of the displacer, and the lowering of the refrigerating capacity is prevented. It is an object of the present invention to obtain a cryogenic refrigerator that is capable of achieving stable refrigeration performance.

【0034】又、摺動部である帯状体の材料をディスプ
レーサの材料に限定されずに自由に選択できて、かつ帯
状体を交換することによりディスプレーサは容易に再利
用ができる、安価な極低温冷凍機を得ることを目的とす
る。更に、低温時における摩擦・磨耗特性がフェノール
樹脂よりも低い高分子材料の帯状体を使用することがで
きることによりディスプレーサの往復運動における摩擦
熱の発生が少ない極低温冷凍機を得ることを目的とす
る。更に、フェノール樹脂のディスプレーサに比べディ
スプレーサからの放出水分がなく氷結による摩擦力の増
大をなくすことができるとともにディスプレーサの外周
面が直接シリンダと触れた場合でも擦れによる摩擦熱の
発生が少ない極低温冷凍機を得ることを目的とする。更
に、高精度に帯状体を加工することができディスプレー
サとシリンダとの隙間を小さくすることができるため作
動流体の対流の発生を防止することができ、冷凍能力の
低下を防止でき、冷却性能が安定する極低温冷凍機とそ
の製造方法を得ることを目的とする。
Further, the material of the strip-shaped body which is the sliding portion is not limited to the material of the displacer, and the displacer can be easily reused by exchanging the strip-shaped body. The purpose is to obtain a refrigerator. Another object is to obtain a cryogenic refrigerator in which frictional heat is less generated during reciprocating motion of the displacer, since a strip of a polymeric material having lower friction / wear properties than phenolic resin at low temperature can be used. . Furthermore, compared to a phenol resin displacer, there is no moisture released from the displacer, and it is possible to eliminate the increase in frictional force due to icing. Aim to get the opportunity. Further, since the band-shaped body can be processed with high precision and the gap between the displacer and the cylinder can be reduced, it is possible to prevent the convection of the working fluid from occurring, prevent the refrigerating capacity from decreasing, and improve the cooling performance. An object is to obtain a stable cryogenic refrigerator and a manufacturing method thereof.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に記
載の極低温冷凍機は、複数の冷却装置と連結装置と接続
装置とを有する極低温冷凍機であって、冷却装置は、シ
リンダとこのシリンダ内に配設されたディスプレーサと
を有するものであり、連結装置は、第1の継ぎ手部材と
第1の軸部材と第2の継ぎ手部材と第2の軸部材と中間
部材とを有するものであって、第1の継ぎ手部材と中間
部材とは第1の軸部材により第1の継ぎ手部材と第1の
軸部材とにまたは第1の軸部材と中間部材とに設けられ
た第1の軸方向摺動部及び第1の継ぎ手部材と第1の軸
部材とにまたは第1の軸部材と中間部材とに設けられた
第1の周方向摺動部を介して連結され、第2の継ぎ手部
材と中間部材とは第1の軸部材と所定間隔を設けて交差
配設された第2の軸部材により第2の継ぎ手部材と第2
の軸部材とにまたは第2の軸部材と中間部材とに設けら
れた第2の軸方向摺動部及び第2の継ぎ手部材と第2の
軸部材とにまたは第2の軸部材と中間部材とに設けられ
た第2の周方向摺動部を介して連結され、第1の軸方向
摺動部は中間部材が第1の継ぎ手部材に対して第1の軸
部材の軸方向に移動しうるように中間部材が第2の軸部
材から受ける第1の軸部材の軸方向の力により第1の軸
方向摺動部に発生する偶力が第1の軸方向摺動部に発生
する摩擦力以下になるようにされ、第1の周方向摺動部
は中間部材が第1の継ぎ手部材に対して第1の軸部材の
軸と直交する方向に回動しうるようにされ、第2の軸方
向摺動部は中間部材が第2の継ぎ手部材に対して第2の
軸部材の軸方向に移動しうるように中間部材が第1の軸
部材から受ける第2の軸部材の軸方向の力により第2の
軸方向摺動部に発生する偶力が第2の軸方向摺動部に発
生する摩擦力以下になるようにされたものであり、複数
の冷却装置は各シリンダがその軸がほぼ同一軸上にある
ようにして固定され、各ディスプレーサは連結装置の第
1及び第2の継ぎ手部材が第1及び第2の軸部材の軸方
向が往復運動の方向と交差するようにして各ディスプレ
ーサにそれぞれに固着されることにより連結され、ディ
スプレーサの一方が接続装置を介して駆動軸に接続され
て各ディスプレーサが各シリンダ内にて往復運動して作
動流体を移動させるものである。
A cryogenic refrigerator according to claim 1 of the present invention is a cryogenic refrigerator having a plurality of cooling devices, a connecting device and a connecting device, wherein the cooling device is a cylinder. And a displacer disposed in the cylinder, and the connecting device has a first joint member, a first shaft member, a second joint member, a second shaft member, and an intermediate member. The first joint member and the intermediate member are provided on the first joint member and the first shaft member by the first shaft member or on the first shaft member and the intermediate member. The axial sliding portion and the first joint member and the first shaft member, or the first circumferential sliding portion provided on the first shaft member and the intermediate member, and The joint member and the intermediate member of FIG. The second joint member by member and the second
The second axial member and the second joint member and the second shaft member provided on the second shaft member and the second shaft member and the second shaft member and the intermediate member. And a second axial sliding portion provided on the first axial sliding portion, the intermediate member moving in the axial direction of the first axial member with respect to the first joint member. As described above, the couple force generated in the first axial sliding portion by the axial force of the first shaft member received by the intermediate member from the second axial member is the friction generated in the first axial sliding portion. The force is less than or equal to the force, and the first circumferential sliding portion is configured to allow the intermediate member to rotate relative to the first joint member in a direction orthogonal to the axis of the first shaft member, The axial sliding portion of the intermediate member receives from the first shaft member such that the intermediate member can move in the axial direction of the second shaft member with respect to the second joint member. The couple force generated in the second axial sliding portion by the axial force of the shaft member is less than or equal to the frictional force generated in the second axial sliding portion. The device is fixed such that each cylinder has its axis substantially co-axial, and each displacer has a first and a second coupling member of the coupling device for reciprocating axial movement of the first and second shaft members. The displacers are connected by being fixed to each displacer so as to intersect the direction, and one of the displacers is connected to the drive shaft through a connecting device so that each displacer reciprocates in each cylinder to transfer the working fluid. It is something to move.

【0036】この発明の請求項2に記載の極低温冷凍機
は、第1の軸部材と第2の軸部材とが接触しないように
微小な所定の間隔を設けて中間部材に連結されたもので
ある。
The cryogenic refrigerator according to claim 2 of the present invention is connected to the intermediate member at a minute predetermined interval so that the first shaft member and the second shaft member do not come into contact with each other. Is.

【0037】この発明の請求項3に記載の極低温冷凍機
は、第1及び第2の軸方向摺動部が第1の軸部材と中間
部材とに及び第2の軸部材と中間部材とにそれぞれ設け
られたものある。
In the cryogenic refrigerator according to the third aspect of the present invention, the first and second axial sliding portions include the first shaft member and the intermediate member, and the second shaft member and the intermediate member. There is one provided in each.

【0038】この発明の請求項4に記載の極低温冷凍機
は、第1及び第2の軸部材が円筒状の同じ寸法の同じ材
料の丸棒軸部材で形成されたものであって中間部材にそ
れぞれ設けられた円筒状の貫通孔部に貫通されて丸棒部
材と貫通孔部とがそれぞれ第1の軸方向摺動部兼第1の
周方向摺動部及び第2の軸方向摺動部兼第2の周方向摺
動部とされたものであり、次の条件式 D1>2×K1×(L−(Dp1)/2) ここに、D1 :中間部材の貫通孔部の長さ K1 :第1の軸部材と中間部材の貫通孔との摩擦係数 L :第1の軸部材と第2の軸部材との軸間距離 Dp1:第1の軸部材の直径 をみたすものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the cryogenic refrigerator, the first and second shaft members are formed of cylindrical round bar shaft members having the same size and the same material. The round bar member and the through-hole portion are penetrated by the cylindrical through-hole portions respectively provided in the first axial-direction sliding portion and the first circumferential-direction sliding portion and the second axial-direction sliding portion. Part and second circumferential sliding part, and the following conditional expression D1> 2 × K1 × (L− (Dp1) / 2) where D1: length of through hole of intermediate member K1: coefficient of friction between the first shaft member and the through hole of the intermediate member L: distance between the shafts of the first shaft member and the second shaft member Dp1: the diameter of the first shaft member.

【0039】この発明の請求項5に記載の極低温冷凍機
は、第1及び第2の軸部材は金属で形成され、中間部材
は高分子材料で形成されたものである。
In the cryogenic refrigerator according to the fifth aspect of the present invention, the first and second shaft members are made of metal, and the intermediate member is made of a polymer material.

【0040】この発明の請求項6に記載の極低温冷凍機
は、第1及び第2の軸方向摺動部において摺動する両部
材の各摺動部の少なくとも一方は金属に対する摩擦係数
がフェノール樹脂よりも低い高分子材料にて形成された
ものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the cryogenic refrigerator, at least one of the sliding parts of both members sliding in the first and second axial sliding parts has a friction coefficient with respect to metal of phenol. It is made of a polymer material lower than resin.

【0041】この発明の請求項7に記載の極低温冷凍機
は、高分子材料がポリイミド樹脂であるものである。
In the cryogenic refrigerator according to claim 7 of the present invention, the polymer material is a polyimide resin.

【0042】この発明の請求項8に記載の極低温冷凍機
は、両部材の摺動部が高分子材料のコーティング層にて
形成されたものである。
In the cryogenic refrigerator according to the eighth aspect of the present invention, the sliding parts of both members are formed of a coating layer of a polymer material.

【0043】この発明の請求項9に記載の極低温冷凍機
は、両部材の摺動部が高分子材料のスリーブにて形成さ
れたものである。
In the cryogenic refrigerator according to the ninth aspect of the present invention, the sliding parts of both members are formed of a sleeve made of a polymer material.

【0044】この発明の請求項10に記載の極低温冷凍
機は、接続装置が、ディスプレーサの端部に設けられ開
口部を有する収容部及び開口部近傍に設けられた金属製
の掛止部材と、金属に対する摩擦係数がフェノール樹脂
よりも低い高分子材料にてそれぞれ形成された第1と第
2の当接摺動部を有し収容部にディスプレーサの往復運
動方向及びこれと直角方向に移動可能に収容されるとと
もに掛止部材により収容部から抜け出ないように第1の
当接摺動部が掛止される拡大部とを有するものであり、
拡大部が駆動軸に固設され、駆動軸の往復運動により拡
大部の第1及び第2の当接摺動部が収容部及び掛止部に
交互に当接してディスプレーサを往復運動させるもので
ある。
According to a tenth aspect of the present invention, in the cryogenic refrigerator, the connecting device includes a housing portion provided at an end of the displacer and having an opening, and a metal hooking member provided near the opening. , The first and second abutting sliding parts are respectively made of a polymer material whose friction coefficient with respect to metal is lower than that of phenol resin, and can move in the accommodating part in the reciprocating direction of the displacer and the direction perpendicular thereto. And an enlarged portion in which the first contact sliding portion is hooked so as not to slip out of the housing portion by the hooking member,
The expansion part is fixed to the drive shaft, and the first and second contact sliding parts of the expansion part alternately come into contact with the accommodating part and the hooking part by the reciprocating motion of the drive shaft to reciprocate the displacer. is there.

【0045】この発明の請求項11に記載の極低温冷凍
機は、第1と第2の当接摺動部が高分子材料で形成され
たものである。
In the cryogenic refrigerator according to the eleventh aspect of the present invention, the first and second contact sliding portions are made of a polymer material.

【0046】この発明の請求項12に記載の極低温冷凍
機は、シリンダとディスプレーサとを有する冷却装置を
設けた極低温冷凍機であって、ディスプレーサは、その
外周部に軸方向に所定の間隔をおいて設けられ周方向の
環状溝を形成する複数の凹部と、凹部から突出するよう
にして複数の凹部にそれぞれ締まり嵌め状態で嵌合され
た帯状体とを有するものであり、ディスプレーサはシリ
ンダ内に配設され駆動軸に接続されてシリンダ内にて往
復運動して帯状体がシリンダと摺動し作動流体を移動さ
せるものである。
A cryogenic refrigerator according to a twelfth aspect of the present invention is a cryogenic refrigerator provided with a cooling device having a cylinder and a displacer, wherein the displacer has a predetermined axial interval on its outer peripheral portion. The displacer is a cylinder having a plurality of recesses that are provided at a predetermined interval to form an annular groove in the circumferential direction, and a band-shaped body that is fitted in the recesses so as to project from the recesses. It is disposed inside and is connected to a drive shaft and reciprocates in the cylinder so that the belt-like body slides on the cylinder to move the working fluid.

【0047】この発明の請求項13に記載の極低温冷凍
機は、帯状体が高分子材料によって形成されたものであ
る。
In the cryogenic refrigerator according to the thirteenth aspect of the present invention, the band-shaped body is made of a polymer material.

【0048】この発明の請求項14に記載の極低温冷凍
機は、高分子材料が超高分子量ポリエチレンであるもの
である。
In the cryogenic refrigerator according to the fourteenth aspect of the present invention, the polymer material is ultra-high molecular weight polyethylene.

【0049】この発明の請求項15に記載の極低温冷凍
機は、ディスプレーサがガラスエポキシであるものであ
る。
In the cryogenic refrigerator according to claim 15 of the present invention, the displacer is glass epoxy.

【0050】この発明の請求項16に記載の極低温冷凍
機の製造方法は、外径部に加工代を設けた加工前帯状体
をディスプレーサの凹部に締まり嵌めにて嵌合させたの
ち、加工前帯状体を加工して所定の外径寸法を有する帯
状体とする製造方法である。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a cryogenic refrigerator, a pre-processed strip having a machining allowance on its outer diameter portion is fitted into the recess of the displacer by an interference fit and then processed. It is a manufacturing method for processing a front strip to obtain a strip having a predetermined outer diameter.

【0051】[0051]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態をA.ディ
スプレーサ間の連結装置に関するもの、B.駆動軸とデ
ィスプレーサ間の接続装置に関するもの、C.ディスプ
レーサに関するもの、の3つに分けて示す。これらと発
明の実施の形態との関係は以下の通りであり、この順に
従って示す。 A.ディスプレーサ間の連結装置に関するもの:発明の
実施の形態1から9 B.駆動軸とディスプレーサ間の接続装置に関するも
の:発明の実施の形態10 C.ディスプレーサに関するもの:発明の実施の形態1
1から12
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION B. Connection device between displacers, B. Connection devices between drive shaft and displacer, C.I. The displacer is shown in three parts. The relationship between these and the embodiments of the invention is as follows, and will be shown in this order. A. Connection device between displacers: Embodiments 1 to 9 of the invention B. Connection device between drive shaft and displacer: Embodiment 10 of the Invention C. Regarding displacer: Embodiment 1 of the invention
1 to 12

【0052】図1はディスプレーサ間の連結装置に関す
るこの発明の実施の形態における動作原理を説明するた
めのもので、2つのディスプレーサを連結する連結装置
の要部を示す説明用断面図である。図において、13、
22は例えば従来と同様のフェノール樹脂製の円筒状の
第1段及び第2段ディスプレーサである。第1段ディス
プレーサ13は図1(a)に示すように、その一端に矢
印ARと直交する方向に貫通する左右の円形の貫通孔1
3aを形成する左右の円筒状の内周壁部13bを有す
る。第2段ディスプレーサ22は図1(b)に示すよう
に、その一端に矢印ARと直交する方向に貫通する左右
の円形の貫通孔22aを形成する左右の円筒状の内周壁
部22bを有する。
FIG. 1 is a sectional view for explaining the principle of operation of the embodiment of the present invention relating to the connecting device between displacers, and is an explanatory sectional view showing the main part of the connecting device for connecting two displacers. In the figure, 13,
Reference numeral 22 denotes, for example, cylindrical first-stage and second-stage displacers made of phenolic resin similar to the conventional one. As shown in FIG. 1A, the first-stage displacer 13 has a left and right circular through hole 1 that penetrates one end thereof in a direction orthogonal to the arrow AR.
It has left and right cylindrical inner peripheral wall portions 13b forming 3a. As shown in FIG. 1B, the second-stage displacer 22 has left and right cylindrical inner peripheral wall portions 22b that form left and right circular through holes 22a that penetrate in a direction orthogonal to the arrow AR.

【0053】900は例えば従来と同様のアルミ合金製
の正四角柱状の接続片である。接続片900は図1
(a)に示すように、矢印ARと直交する方向に貫通す
る上側の円形の貫通孔900aを形成する上側の円筒状
の内周壁部900cを有すると共に、図1(b)に示す
ように、矢印ARと直交する方向に貫通する下側の円形
の貫通孔900bを形成する下側の円筒状の内周壁部9
00dを有する。尚、上下の内周壁部900c、900
dは所定の軸間距離をもって互いに直交している。90
1、902は例えば従来と同様のステンレス製の丸棒状
の第1及び第2の接続ピンである。第1の接続ピン90
1は図1(a)に示すように、接続片900の上側の内
周壁部900cと接触する接触部901a及び第1段デ
ィスプレーサ13の左右の内周壁部13bと接触する左
右の接触部901bを有する。第2の接続ピン902は
図1(b)に示すように、接続片900の下側の内周壁
部900dと接触する接触部902a及び第2段ディス
プレーサ22の左右の内周壁部22bと接触する左右の
接触部902bを有する。
Reference numeral 900 denotes a regular square columnar connecting piece made of, for example, an aluminum alloy similar to the conventional one. The connecting piece 900 is shown in FIG.
As shown in (a), while having an upper cylindrical inner peripheral wall portion 900c forming an upper circular through hole 900a penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR, as shown in FIG. A lower cylindrical inner peripheral wall portion 9 forming a lower circular through hole 900b penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR.
Has 00d. The upper and lower inner peripheral wall portions 900c, 900
d is orthogonal to each other with a predetermined axial distance. 90
Reference numerals 1 and 902 denote, for example, stainless steel rod-shaped first and second connection pins similar to the conventional ones. First connection pin 90
As shown in FIG. 1A, reference numeral 1 denotes a contact portion 901a that contacts the upper inner peripheral wall portion 900c of the connection piece 900 and a left and right contact portion 901b that contacts the left and right inner peripheral wall portions 13b of the first stage displacer 13. Have. As shown in FIG. 1B, the second connection pin 902 contacts the contact portion 902a that contacts the lower inner peripheral wall portion 900d of the connection piece 900 and the left and right inner peripheral wall portions 22b of the second stage displacer 22. It has left and right contact portions 902b.

【0054】第1の接続ピン901は図1(a)に示す
ように、第1の接続ピン901の左右の接触部901b
と第1段ディスプレーサ13に設けられた左右の内周壁
部13bとは締まりばめによって第1段ディスプレーサ
13の左右の内周壁部13bに装着され、第1の接続ピ
ン901の接触部901aと接続片900に設けられた
上側の内周壁部900cとはスキマばめによって接続片
900の内周壁部900cに摺動可能に装着されてい
る。第2の接続ピン902は図1(b)に示すように、
第2の接続ピン902の左右の接触部902bと第2段
ディスプレーサ22に設けられた左右の内周壁部22b
とは締りばめによって第2段ディスプレーサ22の内周
壁部22bに装着され、第2の接続ピン902の接触部
902aと接続片900に設けられた下側の内周壁部9
00dとはスキマばめによって接続片900の内周壁部
900dに摺動可能に装着されている。
As shown in FIG. 1A, the first connecting pin 901 has contact portions 901b on the left and right of the first connecting pin 901.
And the left and right inner peripheral wall portions 13b provided on the first-stage displacer 13 are attached to the left and right inner peripheral wall portions 13b of the first-stage displacer 13 by an interference fit, and are connected to the contact portion 901a of the first connecting pin 901. The upper inner peripheral wall portion 900c provided on the piece 900 is slidably attached to the inner peripheral wall portion 900c of the connecting piece 900 by a clearance fit. The second connecting pin 902 is, as shown in FIG.
The left and right contact portions 902b of the second connection pin 902 and the left and right inner peripheral wall portions 22b provided on the second stage displacer 22.
Is attached to the inner peripheral wall portion 22b of the second stage displacer 22 by an interference fit, and the contact portion 902a of the second connecting pin 902 and the lower inner peripheral wall portion 9 provided on the connecting piece 900.
00d is slidably attached to the inner peripheral wall portion 900d of the connecting piece 900.

【0055】上記の接続片900、第1の接続ピン90
1、第2の接続ピン902、第1段ディスプレーサ13
の一端に設けられた第1の接続ピン901装着用の内周
壁部13b、第2段ディスプレーサ22の一端に設けら
れた第2の接続ピン902装着用の内周壁部22bによ
り連結装置904が構成されている。第1段ディスプレ
ーサ13と第2段ディスプレーサ22とは、上記のよう
な状態で互いに直交する三方向に自由に動くように連結
装置904により連結されている。尚、図において、そ
の他のものについては、図13、図14のものと同様の
ものであるので相当するものに同一符号を付して説明を
省略する。
The above-mentioned connecting piece 900 and the first connecting pin 90
1, second connection pin 902, first stage displacer 13
The connecting device 904 is configured by the inner peripheral wall portion 13b for mounting the first connecting pin 901 provided at one end of the Has been done. The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 22 are connected by a connecting device 904 so as to freely move in the three directions orthogonal to each other in the above-described state. In the figure, the other parts are the same as those in FIG. 13 and FIG. 14, so the corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0056】そこでこの発明の実施の形態では以下に説
明する摺動部を常に滑りうる構成とするものである。
Therefore, in the embodiment of the present invention, the sliding portion described below is always slidable.

【0057】摺動部を常に滑りうるようにする構成につ
いて、接続片900と第1の接続ピン901の摺動部
(接続片900の内周壁部900cと第1の接続ピン9
01の接触部901a間)を代表例として図1に基づき
説明する。連結装置904がスムーズに動くためには、
接続片900と第1の接続ピン901との接触部900
c、901aを常に滑りうる構成とし、例えば第2の接
続ピン902を介して接続片900がX方向の外力F1
で押された際に、接続片900が常に滑る必要がある。
この条件を満たすためには端部Aでのモーメントを考
え、F1によるモーメントよりもF2によるモーメント
の方を大きくすれば、接続片900と第1の接続ピン9
01とはX方向に常に滑りうる関係となる。
With respect to the structure in which the sliding portion is always slidable, the sliding portion between the connecting piece 900 and the first connecting pin 901 (the inner peripheral wall portion 900c of the connecting piece 900 and the first connecting pin 9)
01 between the contact portions 901a) will be described as a representative example with reference to FIG. In order for the connecting device 904 to move smoothly,
Contact part 900 between connecting piece 900 and first connecting pin 901
c and 901a are configured to be slidable at all times, and for example, the connecting piece 900 is connected to the external force F1 in the X direction via the second connecting pin 902.
It is necessary that the connecting piece 900 always slides when pushed by.
In order to satisfy this condition, if the moment at the end A is considered and the moment due to F2 is made larger than the moment due to F1, the connecting piece 900 and the first connecting pin 9
01 has a relationship that can always slide in the X direction.

【0058】上記の関係は以下の式で示される。 F2×DA/2>F1×(L−Dp1/2) ここで接続片900と第1の接続ピン901との摺動部
の摩擦係数をKとするとF1=K×F2であるから、こ
れを代入すると DA>2×K×(L−Dp1/2) (1) となり、この条件式(1)を満足する関係にあれば、外
力F1の大きさに関係なく常に滑りうる構成となる。
The above relationship is expressed by the following equation. F2 × DA / 2> F1 × (L-Dp1 / 2) Here, if the friction coefficient of the sliding portion between the connecting piece 900 and the first connecting pin 901 is K, then F1 = K × F2. When substituting, DA> 2 × K × (L-Dp1 / 2) (1), and if the relationship satisfies the conditional expression (1), the structure is such that it can always slide regardless of the magnitude of the external force F1.

【0059】接続片900と第1の接続ピン901との
間を代表例として図1に基づき動作原理を説明したが、
接続片900と第2の接続ピン902との間も、正四角
柱状の接続片900の一辺の長さDAは同じであり、X
方向の外力F1の働く位置を第2の接続ピン902から
第1の接続ピン901に、摩擦抗力F2の働く位置を第
1の接続ピン901から第2の接続ピン902に各々置
き換えて考えると上記の代表例と同様であるので、上記
の関係は以下の式で示される。 DA>2×K×(L−Dp2/2) (2) 接続片900と第2の接続ピン902との間も条件式
(2)を満足する関係にあれば常に滑りうる構成とな
る。
The principle of operation has been described with reference to FIG. 1 using the connection piece 900 and the first connection pin 901 as a typical example.
Between the connecting piece 900 and the second connecting pin 902, the length DA of one side of the connecting piece 900 in the shape of a regular square pole is the same, and X
When the position where the external force F1 acts in the direction is replaced with the second connecting pin 902 from the first connecting pin 901 and the position where the frictional force F2 acts is replaced with the first connecting pin 901 from the second connecting pin 902, the above is considered. Since it is the same as the representative example, the above relationship is expressed by the following equation. DA> 2 × K × (L-Dp2 / 2) (2) If the relationship between the connecting piece 900 and the second connecting pin 902 also satisfies the conditional expression (2), the structure will always be slidable.

【0060】更に、第1段ディスプレーサ13と第1の
接続ピン901との間を滑りうる構成とする場合も同様
で、第1の接続ピン901を第1の接続ピン901の接
触部901aと接続片900に設けられた上側の内周壁
部900cとは締まりばめによって接続片900の内周
壁部900cに装着して、第1の接続ピン901の左右
の接触部901bと第1段ディスプレーサ13に設けら
れた左右の内周壁部13bとはスキマばめによって第1
段ディスプレーサ13の内周壁部13bに摺動可能に装
着するようにし、例えば第2の接続ピン902を介して
接続片900がX方向の外力F1で押された際には、第
1の接続ピン901は滑るようにする。これは上記の代
表例の正四角柱状の接続片900の一辺の長さDAを第
1段ディスプレーサ13の直径DB(図1(a)参照)
に、端部Aでのモーメントを端部Bでのモーメントに置
き換えて考えると上記の代表例と同様の構成と看做せる
ことから、上記の関係は以下の式で示される。 DB>2×K×(L−Dp1/2) (3) 第1段ディスプレーサ13と第1の接続ピン901との
間も条件式(3)を満足する関係にあれば常に滑りうる
構成となる。
The same applies to the case where the first stage displacer 13 and the first connecting pin 901 can be slid, and the first connecting pin 901 is connected to the contact portion 901a of the first connecting pin 901. The inner peripheral wall portion 900c on the upper side of the piece 900 is attached to the inner peripheral wall portion 900c of the connecting piece 900 by an interference fit so that the left and right contact portions 901b of the first connecting pin 901 and the first-stage displacer 13 are attached. The left and right inner peripheral wall portions 13b are first fitted by a clearance fit.
When the connecting piece 900 is pushed by the external force F1 in the X direction via the second connecting pin 902, for example, the first connecting pin is slidably mounted on the inner peripheral wall portion 13b of the step displacer 13. 901 is made to slide. In this case, the length DA of one side of the connecting piece 900 in the shape of a regular square pole of the above-mentioned representative example is used as the diameter DB of the first-stage displacer 13 (see FIG. 1A).
Further, if the moment at the end A is replaced with the moment at the end B, it can be regarded as a configuration similar to the above-mentioned representative example, so the above relationship is expressed by the following equation. DB> 2 × K × (L-Dp1 / 2) (3) The first-stage displacer 13 and the first connecting pin 901 also have a configuration in which they can always slide as long as they satisfy the conditional expression (3). .

【0061】第2段ディスプレーサ22と第2の接続ピ
ン902との間も第1段ディスプレーサ13と第1の接
続ピン901との間の関係と同様で、第1段ディスプレ
ーサ13の直径DBを第2段ディスプレーサ22の直径
DC(図1(a)参照)に置き換えて考えると上記の代
表例と同様の構成と看做せることから、上記の関係は以
下の式で示される。 DC>2×K×(L−Dp2/2) (4) 第2段ディスプレーサ22と第2の接続ピン902との
間も条件式(4)を満足する関係にあれば常に滑りうる
構成となる。
The relationship between the second-stage displacer 22 and the second connecting pin 902 is similar to the relationship between the first-stage displacer 13 and the first connecting pin 901. If the diameter DC of the two-stage displacer 22 (see FIG. 1A) is considered, it can be regarded as a configuration similar to the above representative example. Therefore, the above relationship is expressed by the following equation. DC> 2 × K × (L-Dp2 / 2) (4) The second-stage displacer 22 and the second connecting pin 902 also have a configuration that can always slide if the relation satisfying the conditional expression (4) is satisfied. .

【0062】以上のことから、連結装置904は上記
(1)から(4)の4つの条件式のうち、(1)、
(3)式の一方及び(2)、(4)式の一方を満たすも
のであれば良い。DA、Dp1、Dp2は連結装置90
4の大きさの制約上大きくできないので、KとLを小さ
く設定するが、DAの代わりにDBとなるように第1段
ディスプレーサ13の内周壁部13bと第1の接続ピン
901の左右の接触部901bで、DAの代わりにDC
となるように第2段ディスプレーサ22の内周壁部22
bと第2の接続ピン902の左右の接触部902bで各
々滑るように(3)、(4)式を共に満たすようにする
のが実用的である。これにより常に滑りうる構成とな
り、連結装置904の動きをスムーズにすることができ
る。
From the above, the coupling device 904 has the following four conditional expressions (1) to (4):
It is only necessary to satisfy one of the expressions (3) and one of the expressions (2) and (4). DA, Dp1, and Dp2 are connection devices 90
Since K and L cannot be increased due to the size restriction of 4, the left and right contact between the inner peripheral wall portion 13b of the first-stage displacer 13 and the first connecting pin 901 is set so that DB becomes DB instead of DA. In part 901b, DC instead of DA
The inner peripheral wall portion 22 of the second stage displacer 22
It is practical that both b and the left and right contact portions 902b of the second connection pin 902 are slidable so that the expressions (3) and (4) are both satisfied. As a result, the structure is such that it can always slide, and the movement of the connecting device 904 can be made smooth.

【0063】上記の発明に関する条件式及び3つの設定
(K、L、DA)とこの発明の実施の形態及び図との関
係を以下に示す。 (a)条件式(1)及び(2)を満たすもの a−1.Kを小さく設定:発明の実施の形態1(図2) a−2.K及びLを共に小さく設定:発明の実施の形態
2から7(図3から8) (b)条件式(3)及び(4)を満たすもの K及びLを共に小さく、DAの代わりにDB、DCとな
るよう設定:発明の実施の形態8、9 (図9、10)
The relationship between the conditional expressions and the three settings (K, L, DA) relating to the above invention and the embodiments and figures of the present invention is shown below. (A) Conditional expressions (1) and (2) are satisfied a-1. Setting K small: Embodiment 1 of the invention (FIG. 2) a-2. Setting both K and L small: Embodiments 2 to 7 of the invention (FIGS. 3 to 8) (b) Those satisfying conditional expressions (3) and (4) K and L are both small, DB instead of DA, Setting to be DC: Embodiments 8 and 9 of the invention (FIGS. 9 and 10)

【0064】上記ではギフォード・マクマホン冷凍機に
用いるものについて述べたが、その他の冷凍サイクル、
例えばスターリング冷凍機やビルマイヤー冷凍機、クロ
ード冷凍機、ソルベー冷凍機にも使用できる。また2段
式冷凍機に用いるものについて述べたが、3段式以上の
冷凍機に使用できる。
Although the above description has been made for the Gifford-McMahon refrigerator, other refrigeration cycles,
For example, it can be used also in a Stirling refrigerator, a Bilmeier refrigerator, a Claude refrigerator, and a Solvay refrigerator. Moreover, although what was used for the two-stage type refrigerator was described, it can be used for a three-stage type or more refrigerator.

【0065】以下、この発明に関わる極低温冷凍機を、
図面を参照しながらさらに具体的に説明する。
The cryogenic refrigerator according to the present invention will be described below.
A more specific description will be given with reference to the drawings.

【0066】発明の実施の形態1 図2はこの発明の実施の一形態である連結装置の要部を
示す断面図である。この実施の形態は上記条件式(1)
及び(2)を満たすようにしたものである。図におい
て、105は高分子材料である充填材入りのポリイミド
樹脂製、例えばベスペルSP21(商品名)の図14に
示す接続片100と同様の正四角柱状の接続片であり、
図に示すように矢印ARと直交する方向に貫通する上下
の円形の貫通孔105a、105bを形成する上下の円
筒状の内周壁部105c、105dを有する。尚、上下
の内周壁部105c、105dは所定の軸間距離をもっ
て互いに直交している。
Embodiment 1 of the Invention FIG. 2 is a sectional view showing a main part of a coupling device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the above conditional expression (1) is used.
And (2) are satisfied. In the figure, reference numeral 105 denotes a regular square prism-shaped connecting piece made of a polyimide resin containing a polymer material, for example, the connecting piece 100 shown in FIG. 14 of Vespel SP21 (trade name),
As shown in the figure, it has upper and lower cylindrical inner peripheral wall portions 105c and 105d forming upper and lower circular through holes 105a and 105b penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR. The upper and lower inner peripheral wall portions 105c and 105d are orthogonal to each other with a predetermined axial distance.

【0067】従来と同様のステンレス製の丸棒状の第1
の接続ピン101は第1の接続ピン101の左右の接触
部101bと従来と同様のフェノール樹脂製の円筒状の
第1段ディスプレーサ13に設けられた左右の円筒状の
内周壁部13bとは締まりばめによって第1段ディスプ
レーサ13の内周壁部13bに装着され、第1の接続ピ
ン101の接触部101aと接続片105に設けられた
上側の内周壁部105cとはスキマばめによって接続片
105の内周壁部105cに摺動可能に装着されてい
る。ステンレス製の丸棒状の第2の接続ピン102は第
2の接続ピン102の接触部102bとフェノール樹脂
製の円筒状の第2段ディスプレーサ22に設けられた円
形の貫通孔22aを形成する円筒状の内周壁部22b
(図2では接続片105の下側の貫通孔105bの軸方
向(Y)に対し接続片105の背後に重なって図示され
ている。図1(b)の第2段ディスプレーサ22参照)
とは締まりばめによって第2段ディスプレーサ22の内
周壁部22bに装着され、第2の接続ピン102の接触
部102aと接続片105に設けられた下側の内周壁部
105dとはスキマばめによって接続片105の内周壁
部105dに摺動可能に装着されている。
First stainless steel rod-shaped rod similar to the conventional one
The connection pin 101 of the first connection pin 101 is fastened to the left and right contact parts 101b of the first connection pin 101 and the left and right cylindrical inner peripheral wall parts 13b provided on the cylindrical first-stage displacer 13 made of phenol resin similar to the conventional one. The connection piece 105 is attached to the inner peripheral wall portion 13b of the first stage displacer 13 by a fit, and the contact portion 101a of the first connecting pin 101 and the upper inner peripheral wall portion 105c provided on the connection piece 105 are connected by a clearance fit. Is slidably mounted on the inner peripheral wall portion 105c of the. The round rod-shaped second connecting pin 102 made of stainless steel has a cylindrical shape that forms a circular through hole 22a provided in the contact portion 102b of the second connecting pin 102 and the cylindrical second-stage displacer 22 made of phenol resin. Inner peripheral wall portion 22b of
(In FIG. 2, it is illustrated as overlapping behind the connection piece 105 in the axial direction (Y) of the through hole 105b on the lower side of the connection piece 105. See the second-stage displacer 22 in FIG. 1B).
Is attached to the inner peripheral wall portion 22b of the second stage displacer 22 by an interference fit, and the contact portion 102a of the second connecting pin 102 and the lower inner peripheral wall portion 105d provided on the connecting piece 105 are clearance fit. Is slidably mounted on the inner peripheral wall portion 105d of the connection piece 105.

【0068】上記の中間部材としての接続片105、第
1の軸部材としての第1の接続ピン101、第2の軸部
材としての第2の接続ピン102、第1の継ぎ手部材と
しての第1段ディスプレーサ13の一端に設けられた第
1の接続ピン101装着用の内周壁部13b、第2の継
ぎ手部材としての第2段ディスプレーサ22の一端に設
けられた第2の接続ピン102装着用の内周壁部22b
により連結装置108が構成されている。第1段ディス
プレーサ13と第2段ディスプレーサ22とは、上記の
ような状態で互いに直交する三方向に自由に動くように
連結装置108により連結されている。尚、図におい
て、その他のものについては、図1、図13、図14の
ものと同様のものであるので相当するものに同一符号を
付して説明を省略する。
The connection piece 105 as the intermediate member, the first connection pin 101 as the first shaft member, the second connection pin 102 as the second shaft member, and the first connection pin member as the first joint member. An inner peripheral wall portion 13b for mounting the first connecting pin 101 provided on one end of the step displacer 13 and a second connecting pin 102 for mounting the second connecting pin 102 provided on one end of the second step displacer 22 as a second joint member. Inner peripheral wall portion 22b
The connection device 108 is configured by the above. The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 22 are connected by the connecting device 108 so as to freely move in the three directions orthogonal to each other in the above state. In the figure, the other parts are the same as those in FIG. 1, FIG. 13, and FIG. 14, so the corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

【0069】上記のように構成することにより、第1の
軸方向摺動部及び第1の周方向摺動部並びに第2の軸方
向摺動部及び第2の周方向摺動部としての接続片105
と第1及び第2の接続ピン101、102との摺動部
(接続片105の内周壁部105cと第1の接続ピン1
01の接触部101a間、接続片105の内周壁部10
5dと第2の接続ピン102の接触部102a間)の摩
擦係数Kの値はポリイミド樹脂とステンレス間で0.1
5となり、従来の製品のアルミ合金とステンレス間の値
0.82に比べて1/5.5にすることができるので、
これにより接続片105と第1の接続ピン101との摺
動部(105cと101a間)においては、条件式
(1)のDA>2×K×(L−Dp1/2)を満足した
関係にあり、X方向の外力F1の大きさに関係なく常に
滑りうる構成となる。又、接続片105と第2の接続ピ
ン102との摺動部(105dと102a間)において
も上記と同様に条件式(2)のDA>2×K×(L−D
p2/2)を満足した関係にあり、連結装置108の動
きをスムーズにすることができる。
With the above structure, the connection as the first axial sliding portion, the first circumferential sliding portion, the second axial sliding portion and the second circumferential sliding portion is made. Piece 105
And the sliding portion between the first and second connection pins 101 and 102 (the inner peripheral wall portion 105c of the connection piece 105 and the first connection pin 1).
01 between the contact portions 101a and the inner peripheral wall portion 10 of the connecting piece 105.
5d and the contact portion 102a of the second connecting pin 102) have a friction coefficient K of 0.1 between the polyimide resin and stainless steel.
5, which is 1 / 5.5 compared to the value of 0.82 between the conventional aluminum alloy and stainless steel,
As a result, in the sliding portion (between 105c and 101a) between the connection piece 105 and the first connection pin 101, the relation of DA> 2 × K × (L-Dp1 / 2) of the conditional expression (1) is satisfied. Therefore, the structure is such that it can always slide regardless of the magnitude of the external force F1 in the X direction. Also in the sliding portion (between 105d and 102a) between the connecting piece 105 and the second connecting pin 102, DA> 2 × K × (LD
p2 / 2) is satisfied, and the movement of the connecting device 108 can be made smooth.

【0070】この実施の形態では、接続片105に低摩
擦係数を有し極低温下で必要強度をもつ充填材入りのポ
リイミド樹脂製を用いたが、ポリイミド樹脂製に限られ
るものではなく、例えば低摩擦係数を有する3フッ化樹
脂製や4フッ化樹脂製等でも良い。又、第1段及び第2
段ディスプレーサ13、22の内周壁部13b、22b
は円筒状及び第1及び第2の接続ピン101,102は
丸棒状のものを用いたが、次のように構成することもで
きる。第1段及び第2段ディスプレーサ13、22の内
周壁部13b、22bを正四角穴状とし、更に第1及び
第2の接続ピン101、102の接触部101b、10
2b(第1段及び第2段ディスプレーサ13、22の内
周壁部13b、22bとの回動及び摺動部分)を正四角
柱状とする。第1及び第2の接続ピン101、102の
接触部101a、102a(接続片105の円筒状の内
周壁部105c、105dとの回動及び摺動部分)を丸
棒状とした段付きの第1及び第2の接続ピン101、1
02としても良い。
In this embodiment, the connecting piece 105 is made of a filled polyimide resin having a low friction coefficient and a required strength at an extremely low temperature. However, the connecting piece 105 is not limited to the polyimide resin. It may be made of trifluoride resin or tetrafluoride resin having a low friction coefficient. Also, the first stage and the second
Inner peripheral wall portions 13b, 22b of the step displacers 13, 22
Although the cylindrical shape and the first and second connection pins 101 and 102 used the round bar shape, they may be configured as follows. Inner peripheral wall portions 13b and 22b of the first and second stage displacers 13 and 22 have a square hole shape, and contact portions 101b and 10b of the first and second connection pins 101 and 102.
2b (rotational and sliding portions of the first and second stage displacers 13, 22 with respect to the inner peripheral wall portions 13b, 22b) is a regular square column. A stepped first step in which the contact portions 101a and 102a of the first and second connection pins 101 and 102 (rotational and sliding portions with the cylindrical inner peripheral wall portions 105c and 105d of the connection piece 105) are round bars. And the second connection pins 101, 1
It may be 02.

【0071】例えば、図2の第1段ディスプレーサ13
と第1の接続ピン101を代表例として説明する。第1
段ディスプレーサ13の例えば右側の内周壁部13bを
正四角穴状とする。第1の接続ピン101の右側の接触
部101b(第1段ディスプレーサ13の右側の内周壁
部13bとの回動及び摺動部分)を上記の第1段ディス
プレーサ13の右側の正四角穴状の内周壁部13bに装
着可能な正四角柱状とする。第1の接続ピン101の接
触部101a(接続片105の内周壁部105cとの回
動及び摺動部分)を上記の右側の正四角柱状の接触部1
01bに内接する円より若干小さい直径の丸棒状とす
る。接続片105の内周壁部105cも上記の接触部1
01aとスキマばめとなる直径の円筒状とする。更に、
第1の接続ピン101の左側の接触部101b(第1段
ディスプレーサ13の左側の内周壁部13bとの回動及
び摺動部分)を上記の直径の円筒状の内周壁部105c
に内接する正方形より若干小さい正四角柱状とし、第1
段ディスプレーサ13の左側の内周壁部13bを上記の
第1の接続ピン101の左側の正四角柱状の接触部10
1bが装着可能な正四角穴状とする。これにより、第1
の接続ピン101はこの場合右側から左側に突き通すこ
とができ、第1段ディスプレーサ13と接続片105を
接続できる。同様に第2の接続ピン102も第2段ディ
スプレーサ22と接続片105を接続できる。
For example, the first-stage displacer 13 shown in FIG.
The first connection pin 101 will be described as a typical example. First
For example, the inner peripheral wall portion 13b on the right side of the step displacer 13 has a square hole shape. The contact portion 101b on the right side of the first connection pin 101 (rotation and sliding portion with the inner peripheral wall portion 13b on the right side of the first stage displacer 13) is formed into a square hole on the right side of the first stage displacer 13. The shape is a regular square pole that can be mounted on the inner peripheral wall portion 13b. The contact portion 101a of the first connection pin 101 (rotation and sliding portion with respect to the inner peripheral wall portion 105c of the connection piece 105) is formed into the contact portion 1 of the right square column described above.
The shape is a round bar having a diameter slightly smaller than the circle inscribed in 01b. The inner peripheral wall portion 105c of the connection piece 105 is also the contact portion 1 described above.
01a and a cylindrical shape having a clearance fit. Furthermore,
The contact portion 101b on the left side of the first connection pin 101 (rotation and sliding portion with the left inner peripheral wall portion 13b of the first stage displacer 13) is formed into a cylindrical inner peripheral wall portion 105c having the above diameter.
The shape of the square column is slightly smaller than the square inscribed in
The inner peripheral wall portion 13b on the left side of the step displacer 13 is connected to the contact portion 10 in the shape of a regular square pole on the left side of the first connection pin 101.
It has a square hole shape so that 1b can be mounted. This makes the first
In this case, the connecting pin 101 can be penetrated from the right side to the left side, and the first stage displacer 13 and the connecting piece 105 can be connected. Similarly, the second connecting pin 102 can also connect the second stage displacer 22 and the connecting piece 105.

【0072】上記のように構成することにより、第1段
及び第2段ディスプレーサ13、22の内周壁部13
b、22bと第1及び第2の接続ピン101、102の
接触部101b、102bとの間を締まりばめにしなく
ても良くなるので、組み立ての作業性を良くすることが
できる。
With the above configuration, the inner peripheral wall portion 13 of the first-stage and second-stage displacers 13, 22 is formed.
Since it is not necessary to make an interference fit between b and 22b and the contact portions 101b and 102b of the first and second connection pins 101 and 102, the workability of assembly can be improved.

【0073】発明の実施の形態2 図3は、この発明の他の実施の形態である連結装置の要
部を示す断面図である。この実施の形態は上記条件式
(1)及び(2)を満たすようにしたものである。図に
おいて、111は高分子材料である充填材入りのポリイ
ミド樹脂製、例えばベスペルSP21(商品名)の図1
4に示す接続片100の長さより短小化された正四角柱
状の接続片であり、図に示すように矢印ARと直交する
方向に貫通する上下の円形の貫通孔111a、111b
を形成する上下の円筒状の内周壁部111c、111d
を有し、上側の貫通孔111aの外周面部と下側の貫通
孔111bの外周面部がほぼ一致するように上下の貫通
孔111a、111b間の軸間距離Lを短くしている。
尚、上下の内周壁部111c、111dは所定の軸間距
離をもって互いに直交している。
Embodiment 2 of the Invention FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main parts of a coupling device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the conditional expressions (1) and (2) are satisfied. In the figure, 111 is a polyimide resin containing a polymer material, for example, Vespel SP21 (trade name) in FIG.
4 is a regular square pillar-shaped connecting piece shorter than the length of the connecting piece 100 shown in FIG. 4, and has upper and lower circular through holes 111a and 111b penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR as shown in the figure.
Upper and lower cylindrical inner peripheral wall portions 111c and 111d that form the
The axial distance L between the upper and lower through holes 111a and 111b is shortened so that the outer peripheral surface portion of the upper through hole 111a and the outer peripheral surface portion of the lower through hole 111b substantially coincide with each other.
The upper and lower inner peripheral wall portions 111c and 111d are orthogonal to each other with a predetermined axial distance.

【0074】112は図14に示す従来の第2段ディス
プレーサ22と同様のフェノール樹脂製の円筒状の第2
段ディスプレーサであり、図では接続片111の下側の
貫通孔111bのY方向に対し接続片111の背後に重
なって図示されている円形の貫通孔112aを形成する
円筒状の内周壁部112bを有し、第1の接続ピン10
1と接触しない十分な大きさで第1の接続ピン101が
貫通するための左右の円形の貫通孔113を形成する左
右の円筒状の内周壁部113aを有する。
Reference numeral 112 denotes a second cylindrical cylindrical second resin displacer 22 similar to that shown in FIG.
A cylindrical inner peripheral wall portion 112b which is a step displacer and which forms a circular through hole 112a shown in the drawing overlapping the back of the connecting piece 111 in the Y direction of the lower through hole 111b of the connecting piece 111. Having, the first connection pin 10
1 has left and right cylindrical inner peripheral wall portions 113a forming left and right circular through holes 113 through which the first connection pin 101 penetrates, with a sufficient size so as not to contact 1.

【0075】ステンレス製の丸棒状の第1の接続ピン1
01は第2段ディスプレーサ112に設けられた貫通孔
113を貫通した状態で第1の接続ピン101の左右の
接触部101bとフェノール樹脂製の円筒状の第1段デ
ィスプレーサ13に設けられた左右の円筒状の内周壁部
13bとは締まりばめによって第1段ディスプレーサ1
3の内周壁部13bに装着され、第1の接続ピン101
の接触部101aと接続片111に設けられた上側の内
周壁部111cとはスキマばめによって接続片111の
内周壁部111cに摺動可能に装着されている。ステン
レス製の丸棒状の第2の接続ピン102は第2の接続ピ
ン102の接触部102bと第2段ディスプレーサ11
2に設けられた内周壁部112bとは締まりばめによっ
て第2段ディスプレーサ112の内周壁部112bに装
着され、第2の接続ピン102の接触部102aと接続
片111に設けられた下側の内周壁部111dとはスキ
マばめによって接続片111の内周壁部111dに摺動
可能に装着されている。
Round rod-shaped first connection pin 1 made of stainless steel
Reference numeral 01 denotes the left and right contact portions 101b of the first connecting pin 101 and the left and right contact portions provided on the cylindrical first-stage displacer 13 made of phenol resin in a state of penetrating the through-hole 113 provided on the second-stage displacer 112. Due to the interference fit with the cylindrical inner peripheral wall portion 13b, the first stage displacer 1
3 is attached to the inner peripheral wall portion 13b of the first connection pin 101
The contact portion 101a and the upper inner peripheral wall portion 111c provided on the connection piece 111 are slidably attached to the inner peripheral wall portion 111c of the connection piece 111 by a clearance fit. The round rod-shaped second connecting pin 102 made of stainless steel is provided with the contact portion 102b of the second connecting pin 102 and the second stage displacer 11.
2 is attached to the inner peripheral wall portion 112b of the second stage displacer 112 by an interference fit with the inner peripheral wall portion 112b provided on the second connecting pin 102 and the lower portion of the connecting piece 111 provided on the contact portion 102a of the second connecting pin 102. The inner peripheral wall portion 111d is slidably attached to the inner peripheral wall portion 111d of the connection piece 111 by a clearance fit.

【0076】上記の接続片111、第1の接続ピン10
1、第2の接続ピン102、第1段ディスプレーサ13
の一端に設けられた第1の接続ピン101装着用の内周
壁部13b、第2段ディスプレーサ112の一端に設け
られた第2の接続ピン102装着用の内周壁部112b
により連結装置114が構成されている。第1段ディス
プレーサ13と第2段ディスプレーサ112とは、上記
のような状態で互いに直交する三方向に自由に動くよう
に連結装置114により連結されている。尚、図におい
て、その他のものについては、図1、図2、図13、図
14のものと同様のものであるので相当するものに同一
符号を付して説明を省略する。
The above-mentioned connecting piece 111 and the first connecting pin 10
1, second connection pin 102, first stage displacer 13
Inner peripheral wall portion 13b for mounting the first connecting pin 101 provided at one end of the second connecting pin 102 and inner peripheral wall portion 112b for mounting the second connecting pin 102 provided at one end of the second stage displacer 112
The connection device 114 is configured by the above. The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 112 are connected by a connecting device 114 so as to freely move in the three directions orthogonal to each other in the above state. In the figure, the other parts are the same as those in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 13 and FIG.

【0077】上記のように構成することにより、接続片
111と第1及び第2の接続ピン101、102との摺
動部(接続片111の内周壁部111cと第1の接続ピ
ン101の接触部101a間、接続片111の内周壁部
111dと第2の接続ピン102の接触部102a間)
の摩擦係数Kを図2の実施の形態と同様に従来のアルミ
合金とステンレス間に比べ小さくすることができること
に加えて、接続片111の上下の貫通孔111a、11
1bの軸間距離Lを図14に示す従来の接続片100の
上下の貫通孔100a、100bの軸間距離より短くす
ることができるので、これにより接続片111と第1及
び第2の接続ピン101、102との摺動部において
は、より一層条件式(1)のDA>2×K×(L−Dp
1/2)及び条件式(2)のDA>2×K×(L−Dp
2/2)を満足した関係となり、X方向の外力F1の大
きさに関係なく常に滑りうる構成となり、連結装置11
4の動きをスムーズにすることができる。
With the above configuration, the sliding portion between the connection piece 111 and the first and second connection pins 101 and 102 (contact between the inner peripheral wall portion 111c of the connection piece 111 and the first connection pin 101). (Between the portions 101a, between the inner peripheral wall portion 111d of the connection piece 111 and the contact portion 102a of the second connection pin 102)
2 can be made smaller than that between the conventional aluminum alloy and stainless steel as in the embodiment of FIG. 2, and the upper and lower through holes 111a, 11a of the connecting piece 111 can be formed.
Since the inter-axis distance L of 1b can be made shorter than the inter-axis distance of the upper and lower through holes 100a and 100b of the conventional connecting piece 100 shown in FIG. 14, this allows the connecting piece 111 and the first and second connecting pins. In the sliding part with 101 and 102, DA> 2 × K × (L-Dp of conditional expression (1) is further enhanced.
1/2) and DA of the conditional expression (2)> 2 × K × (L-Dp
2/2) is satisfied and the structure is such that it can always slide regardless of the magnitude of the external force F1 in the X direction.
The movement of 4 can be made smooth.

【0078】この実施の形態では、接続片111に低摩
擦係数を有し極低温下で必要強度をもつ充填材入りのポ
リイミド樹脂製を用いたが、ポリイミド樹脂製に限られ
るものではなく、例えば低摩擦係数を有する3フッ化樹
脂製や4フッ化樹脂製等でも良い。又、第1段及び第2
段ディスプレーサ13、112の内周壁部13b、11
2bは円筒状及び第1及び第2の接続ピン101,10
2は丸棒状のものを用いたが、次のように構成すること
もできる。図2の実施の形態と同様に、第1段及び第2
段ディスプレーサ13、112の内周壁部13b、11
2bを正四角穴状とし、更に第1及び第2の接続ピン1
01、102の接触部101b、102b(第1段及び
第2段ディスプレーサ13、112の内周壁部13b、
112bとの回動及び摺動部分)を正四角柱状とする。
第1及び第2の接続ピン101、102の接触部101
a、102a(接続片111の円筒状の内周壁部111
c、111dとの回動及び摺動部分)を丸棒状とした段
付きの第1及び第2の接続ピン101、102としても
良い。
In this embodiment, the connecting piece 111 is made of a filled polyimide resin having a low friction coefficient and a required strength at an extremely low temperature. However, the connecting piece 111 is not limited to the polyimide resin. It may be made of trifluoride resin or tetrafluoride resin having a low friction coefficient. Also, the first stage and the second
Inner peripheral wall portions 13b, 11 of the step displacers 13, 112
2b is cylindrical and the first and second connection pins 101, 10
Although 2 has a round bar shape, it can be configured as follows. Similar to the embodiment of FIG. 2, the first stage and the second stage
Inner peripheral wall portions 13b, 11 of the step displacers 13, 112
2b has a square hole shape, and the first and second connection pins 1
01, 102 contact portions 101b, 102b (first and second stage displacers 13, 112 inner peripheral wall portion 13b,
The rotation and sliding part with 112b) is a regular square pole.
Contact part 101 of first and second connection pins 101, 102
a, 102a (cylindrical inner peripheral wall portion 111 of the connection piece 111)
(Rotating and sliding parts with c and 111d) may be stepped first and second connection pins 101 and 102 in the shape of a round bar.

【0079】発明の実施の形態3 図4は、更にこの発明の他の実施の形態である連結装置
の要部を示すもので、図4(a)は連結装置の要部を示
す断面図、図4(b)は側面を示す断面図である。この
実施の形態は上記条件式(1)及び(2)を満たすよう
にしたものである。図において、115は例えば従来と
同様のアルミ合金製の図3に示す接続片111と同様の
正四角柱状の接続片であり、図に示すように矢印ARと
直交する方向に貫通する上下の円形の貫通孔115a、
115bを形成する上下の円筒状の内周壁部115c、
115dを有する。尚、上下の内周壁部115c、11
5dは所定の軸間距離をもって互いに直交している。
Third Embodiment of the Invention FIG. 4 shows a main part of a connecting device according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) is a sectional view showing the main part of the connecting device. FIG.4 (b) is sectional drawing which shows a side surface. In this embodiment, the conditional expressions (1) and (2) are satisfied. In the figure, reference numeral 115 denotes a regular square columnar connection piece similar to the connection piece 111 shown in FIG. 3, which is made of an aluminum alloy similar to the conventional one, for example, and has upper and lower circular shapes penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR as shown in the figure. Through-hole 115a,
Upper and lower cylindrical inner peripheral wall portions 115c forming 115b,
It has 115d. In addition, the upper and lower inner peripheral wall portions 115c, 11
5d are orthogonal to each other with a predetermined axial distance.

【0080】116、117は高分子材料である充填材
入りのポリイミド樹脂、例えばベスペルSP21(商品
名)からなり接続片115の上下の内周壁部115c、
115dに被覆されたコーティング層であり、図に示す
ように内周面116a、117aを有する。118は図
14に示す従来の第2段ディスプレーサ22と同様のフ
ェノール樹脂製の円柱状の第2段ディスプレーサであ
り、円形の貫通孔118aを形成する円筒状の内周壁部
118bと第1の接続ピン101が接触しないようにし
て通る左右の切り欠き部119を形成するU字形の周壁
部119aを有する。
Reference numerals 116 and 117 are made of a polyimide resin containing a polymer material, such as Vespel SP21 (trade name), and are formed on upper and lower inner peripheral wall portions 115c of the connecting piece 115.
It is a coating layer coated on 115d and has inner peripheral surfaces 116a and 117a as shown in the figure. Reference numeral 118 is a cylindrical second-stage displacer made of phenolic resin, which is similar to the conventional second-stage displacer 22 shown in FIG. It has a U-shaped peripheral wall portion 119a forming left and right cutout portions 119 through which the pin 101 does not come into contact.

【0081】ステンレス製の丸棒状の第1の接続ピン1
01は第2段ディスプレーサ118に設けられた切り欠
き部119を通った状態で第1の接続ピン101の左右
の接触部101bとフェノール製の円筒状の第1段ディ
スプレーサ13に設けられた左右の円筒状の内周壁部1
3bとは締まりばめによって第1段ディスプレーサ13
の内周壁部13bに装着され、第1の接続ピン101の
接触部101aと接続片115に設けられた上側の内周
壁部115cに被覆されたコーティング層116の内周
面116aとはスキマばめによって接続片115のコー
ティング層116の内周面116aに摺動可能に装着さ
れている。ステンレス製の丸棒状の第2の接続ピン10
2は第2の接続ピン102の左右の接触部102bと第
2段ディスプレーサ118に設けられた内周壁部118
bとは締まりばめによって第2段ディスプレーサ118
の内周壁部118bに装着され、第2の接続ピン102
の接触部102aと接続片115に設けられた下側の内
周壁部115dに被覆されたコーティング層117の内
周面117aとはスキマばめによって接続片115のコ
ーティング層117の内周面117aに摺動可能に装着
されている。
Round rod-shaped first connecting pin 1 made of stainless steel
Reference numeral 01 denotes the left and right contact portions 101b of the first connecting pin 101 and the left and right contact portions 101b of the cylindrical first-stage displacer 13 made of phenol while passing through the notches 119 provided in the second-stage displacer 118. Cylindrical inner peripheral wall 1
3b is an interference fit for the first stage displacer 13
The inner peripheral surface 116a of the coating layer 116 mounted on the inner peripheral wall portion 13b of the first connecting pin 101 and the inner peripheral surface 116a of the coating layer 116 covered by the upper inner peripheral wall portion 115c provided on the connecting piece 115 are clearance fit. Is slidably mounted on the inner peripheral surface 116a of the coating layer 116 of the connection piece 115. Round rod-shaped second connecting pin 10 made of stainless steel
Reference numeral 2 denotes the left and right contact portions 102b of the second connection pin 102 and the inner peripheral wall portion 118 provided on the second stage displacer 118.
b is the second stage displacer 118 due to the interference fit.
Mounted on the inner peripheral wall portion 118b of the second connection pin 102
Of the contact portion 102a and the inner peripheral surface 117a of the coating layer 117 covered by the lower inner peripheral wall portion 115d provided on the connecting piece 115 to the inner peripheral surface 117a of the coating layer 117 of the connecting piece 115 by a clearance fit. It is slidably mounted.

【0082】上記の接続片115、第1の接続ピン10
1、第2の接続ピン102、第1段ディスプレーサ13
の一端に設けられた第1の接続ピン101装着用の内周
壁部13b、第2段ディスプレーサ118の一端に設け
られた第2の接続ピン102装着用の内周壁部118b
により連結装置120が構成されている。第1段ディス
プレーサ13と第2段ディスプレーサ118とは、上記
のような状態で互いに直交する三方向に自由に動くよう
に連結装置120により連結されている。 尚、図にお
いて、その他のものについては、図1から図3及び図1
3、図14のものと同様のものであるので相当するもの
に同一符号を付して説明を省略する。
The above-mentioned connecting piece 115 and the first connecting pin 10
1, second connection pin 102, first stage displacer 13
Inner peripheral wall portion 13b for mounting the first connecting pin 101 provided at one end of the second connecting pin 102 and inner peripheral wall portion 118b for mounting the second connecting pin 102 provided at one end of the second stage displacer 118
The coupling device 120 is configured by the above. The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 118 are connected by a connecting device 120 so as to freely move in three directions orthogonal to each other in the above-mentioned state. In addition, in FIG.
3 and FIG. 14 are the same as those shown in FIG.

【0083】上記のように構成することにより、図3に
示す接続片111は、接続片全体がポリイミド樹脂製で
形成されているため高価であるが、図4に示す接続片1
15はコーティング層116、117のみポリイミド樹
脂で形成され、母材は例えば従来と同様のアルミ合金製
が使えるため接続片111より安価にすることができ
る。
With the above configuration, the connecting piece 111 shown in FIG. 3 is expensive because the entire connecting piece is made of polyimide resin, but the connecting piece 1 shown in FIG.
15 is formed of a polyimide resin only in the coating layers 116 and 117, and the base material can be made of, for example, an aluminum alloy similar to the conventional one, so that the cost can be lower than that of the connection piece 111.

【0084】この実施の形態では、接続片115に設け
られた上下の内周壁部115c、115dに被覆された
コーティング層116、117に低摩擦係数を有する充
填材入りのポリイミド樹脂を用いたが、ポリイミド樹脂
に限られるものではなく、例えば低摩擦係数を有する3
フッ化樹脂や4フッ化樹脂等でも良い。又、第1段及び
第2段ディスプレーサ13、118の内周壁部13b、
118bは円筒状及び第1及び第2の接続ピン101,
102は丸棒状のものを用いたが、次のように構成する
こともできる。図2の実施の形態と同様に、第1段及び
第2段ディスプレーサ13、118の内周壁部13b、
118bを正四角穴状とし、更に第1及び第2の接続ピ
ン101、102の接触部101b、102b(第1段
及び第2段ディスプレーサ13、118の内周壁部13
b、118bとの回動及び摺動部分)を正四角柱状とす
る。第1及び第2の接続ピン101、102の接触部1
01a、102a(接続片115の円筒状の内周壁部1
15c、115dとの回動及び摺動部分)を丸棒状とし
た段付きの第1及び第2の接続ピン101、102とし
ても良い。
In this embodiment, the upper and lower inner peripheral wall portions 115c and 115d of the connecting piece 115 are coated with the coating layers 116 and 117, which are made of a filled polyimide resin having a low friction coefficient. The material is not limited to the polyimide resin, and has, for example, a low friction coefficient 3
Fluororesin or tetrafluoride resin may be used. Also, the inner peripheral wall portions 13b of the first and second stage displacers 13, 118,
118b is cylindrical and the first and second connection pins 101,
Although 102 is a round bar, it may be configured as follows. Similar to the embodiment of FIG. 2, the inner peripheral wall portions 13b of the first and second stage displacers 13, 118,
118b has a square hole shape, and the contact portions 101b and 102b of the first and second connecting pins 101 and 102 (the inner peripheral wall portion 13 of the first and second stage displacers 13 and 118).
b and 118b). Contact part 1 of the first and second connection pins 101, 102
01a, 102a (cylindrical inner peripheral wall portion 1 of the connecting piece 115)
It is also possible to use stepped first and second connection pins 101 and 102 in the form of round bars in the rotation and sliding portions with 15c and 115d.

【0085】発明の実施の形態4 図5は、更にこの発明の他の実施の形態である連結装置
の要部の一部を示す断面図である。この実施の形態は上
記条件式(1)及び(2)を満たすようにしたものであ
る。図において、125は例えば従来と同様のアルミ合
金製の図4に示す接続片115と同様の正四角柱状の接
続片であり、図に示すように矢印ARと直交する方向に
貫通する上下の円形の貫通孔125a、125bを形成
する上下の円筒状の内周壁部125c、125dを有す
る。尚、上下の内周壁部125c、125dは所定の軸
間距離をもって互いに直交している。126、127は
高分子材料である充填材入りのポリイミド樹脂製、例え
ばベスペルSP(商品名)のスリーブであり、接続片1
25の上下の内周壁部125c、125dに抜け出ない
ように圧入され、内周面126a、127aを有する。
Fourth Embodiment of the Invention FIG. 5 is a sectional view showing a part of a main part of a coupling device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the conditional expressions (1) and (2) are satisfied. In the figure, reference numeral 125 is a regular square columnar connection piece similar to the connection piece 115 shown in FIG. 4 made of aluminum alloy similar to the conventional one, and as shown in the figure, upper and lower circular shapes penetrating in the direction orthogonal to the arrow AR. And upper and lower cylindrical inner peripheral wall portions 125c and 125d forming the through holes 125a and 125b. The upper and lower inner peripheral wall portions 125c and 125d are orthogonal to each other with a predetermined axial distance. Reference numerals 126 and 127 are sleeves made of a polyimide resin containing a polymer material, for example, Vespel SP (trade name).
The inner peripheral wall portions 125c and 125d of the upper and lower portions 25 are press-fitted so as not to come out and have inner peripheral surfaces 126a and 127a.

【0086】ステンレス製の丸棒状の第1の接続ピン1
01は第1の接続ピン101の接触部101aと接続片
125に設けられた上側の内周壁部125cに圧入され
たスリーブ126の内周面126aとはスキマばめによ
って接続片125のスリーブ126の内周面126aに
摺動可能に装着され、ステンレス製の丸棒状の第2の接
続ピン102は第2の接続ピン102の接触部102a
と接続片125に設けられた下側の内周壁部125dに
圧入されたスリーブ127の内周面127aとはスキマ
ばめによって接続片125のスリーブ127の内周面1
27aに摺動可能に装着されている。第1段ディスプレ
ーサ13と第1の接続ピン101及び第2段ディスプレ
ーサ118と第2の接続ピン102の構成は図4に示す
実施の形態と同様であるので説明を省略する。
Round rod-shaped first connecting pin 1 made of stainless steel
01 is the contact portion 101a of the first connecting pin 101 and the inner peripheral surface 126a of the sleeve 126, which is press-fitted into the upper inner peripheral wall portion 125c provided on the connecting piece 125, by the clearance fit of the sleeve 126 of the connecting piece 125. The round rod-shaped second connecting pin 102 made of stainless steel is slidably mounted on the inner peripheral surface 126a, and the second connecting pin 102 has a contact portion 102a.
And the inner peripheral surface 127a of the sleeve 127 that is press-fitted into the lower inner peripheral wall portion 125d provided on the connecting piece 125, and the inner peripheral surface 1 of the sleeve 127 of the connecting piece 125 by clearance fit.
It is slidably attached to 27a. The configurations of the first-stage displacer 13 and the first connecting pin 101 and the second-stage displacer 118 and the second connecting pin 102 are the same as those in the embodiment shown in FIG.

【0087】上記の接続片125、第1の接続ピン10
1、第2の接続ピン102、第1段ディスプレーサ13
の一端に設けられた第1の接続ピン101装着用の内周
壁部13b、第2段ディスプレーサ118の一端に設け
られた第2の接続ピン102装着用の内周壁部118b
により連結装置128が構成されている。第1段ディス
プレーサ13と第2段ディスプレーサ118とは、上記
のような状態で互いに直交する三方向に自由に動くよう
に連結装置128により連結されている。 尚、図にお
いて、その他のものについては、図1から図4及び図1
3、図14のものと同様のものであるので相当するもの
に同一符号を付して説明を省略する。
The above-mentioned connecting piece 125 and the first connecting pin 10
1, second connection pin 102, first stage displacer 13
Inner peripheral wall portion 13b for mounting the first connecting pin 101 provided at one end of the second connecting pin 102 and inner peripheral wall portion 118b for mounting the second connecting pin 102 provided at one end of the second stage displacer 118
The connection device 128 is configured by the above. The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 118 are connected by a connecting device 128 so as to freely move in three directions orthogonal to each other in the above-mentioned state. 1 to 4 and
3 and FIG. 14 are the same as those shown in FIG.

【0088】上記のように構成することにより、図3に
示す接続片111は、接続片全体がポリイミド樹脂製で
形成されているため高価であるが、図5に示す接続片1
25はスリーブ126、127のみポリイミド樹脂製で
形成され、母材は例えば従来と同様のアルミ合金製が使
えるため接続片111より安価にすることができる。更
に、図4に示す接続片115はその内周壁部115c、
115dにコーティング層116、117を被覆してい
るが、図5に示す接続片125はその内周壁部125
c、125dにスリーブ126、127を圧入している
ので、コーティング層を施工するのに比べ、施工が容易
で作業性を良くすることができる。この実施の形態で
は、接続片125に設けられた上下の内周壁部125
c、125dに圧入されたスリーブ126,127に低
摩擦係数を有する充填材入りのポリイミド樹脂製を用い
たが、ポリイミド樹脂製に限られるものではなく、例え
ば低摩擦係数を有する3フッ化樹脂製や4フッ化樹脂製
等でも良い。
With the above configuration, the connecting piece 111 shown in FIG. 3 is expensive because the entire connecting piece is made of polyimide resin, but the connecting piece 1 shown in FIG.
25, only the sleeves 126 and 127 are made of polyimide resin, and the base material can be made of, for example, the same aluminum alloy as the conventional one, so that the cost can be lower than that of the connection piece 111. Further, the connecting piece 115 shown in FIG. 4 has an inner peripheral wall portion 115c,
115d is coated with the coating layers 116 and 117, but the connecting piece 125 shown in FIG.
Since the sleeves 126 and 127 are press-fitted into the c and 125d, the construction is easier and the workability can be improved as compared with the case where the coating layer is constructed. In this embodiment, the upper and lower inner peripheral wall portions 125 provided on the connection piece 125.
Although the sleeve 126, 127 press-fitted into c, 125d is made of a polyimide resin containing a filler having a low friction coefficient, it is not limited to the polyimide resin, and is made of, for example, a trifluoride resin having a low friction coefficient. It may be made of tetrafluororesin or the like.

【0089】発明の実施の形態5 図6は、更にこの発明の他の実施の形態である連結装置
の要部を示す断面図である。この実施の形態は上記条件
式(1)及び(2)を満たすようにしたものである。図
において、141は例えば従来と同様のアルミ合金製の
図3に示す接続片111と同様の正四角柱状の接続片で
あり、 図に示すように矢印ARと直交する方向に貫通
する上下の円形の貫通孔141a、141bを形成する
上下の円筒状の内周壁部141c、141dを有する。
尚、上下の内周壁部141c、141dは所定の軸間距
離をもって互いに直交している。
Fifth Embodiment of the Invention FIG. 6 is a sectional view showing a main part of a coupling device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the conditional expressions (1) and (2) are satisfied. In the figure, reference numeral 141 denotes, for example, a connecting piece 111 made of an aluminum alloy similar to the conventional one and having a regular square pole shape similar to the connecting piece 111 shown in FIG. And upper and lower cylindrical inner peripheral wall portions 141c and 141d forming the through holes 141a and 141b.
The upper and lower inner peripheral wall portions 141c and 141d are orthogonal to each other with a predetermined axial distance.

【0090】142、143は高分子材料である充填材
入りのポリイミド樹脂製、例えばベスペルSP21(商
品名)の図14に示す第1及び第2の接続ピン101、
102と同様の丸棒状の第1及び第2の接続ピンであ
り、図に示すように第1の接続ピン142は接続片14
1に設けられた上側の円筒状の内周壁部141cとの接
触部142a及び第1段ディスプレーサ13に設けられ
た左右の円筒状の内周壁部13bとの左右の接触部14
2bを有する。第2の接続ピン143は接続片141に
設けられた下側の円筒状の内周壁部141dとの接触部
143a及び第2段ディスプレーサ112に設けられた
円形の貫通孔112aを形成する円筒状の内周壁部11
2b(図6では接続片141の下側の貫通孔141bの
Y方向に対し接続片141の背後に重なって図示されて
いる)との接触部143bを有する。
Reference numerals 142 and 143 are made of a polyimide resin containing a polymer material, for example, first and second connection pins 101 of Vespel SP21 (trade name) shown in FIG.
The first and second connection pins 142 are round bar-shaped first and second connection pins similar to the first connection pin 102.
1, a contact portion 142a with the upper cylindrical inner peripheral wall portion 141c and a left and right contact portion 14 with the left and right cylindrical inner peripheral wall portions 13b provided in the first stage displacer 13.
With 2b. The second connection pin 143 has a cylindrical shape that forms a contact portion 143 a with the lower cylindrical inner peripheral wall portion 141 d provided on the connection piece 141 and a circular through hole 112 a provided on the second stage displacer 112. Inner wall part 11
2b (in FIG. 6, it is illustrated as overlapping behind the connecting piece 141 in the Y direction of the through hole 141b below the connecting piece 141) and has a contact portion 143b.

【0091】第1の接続ピン142は従来と同様のフェ
ノール樹脂製の円筒状の第2段ディスプレーサ112に
設けられた左右の円形の貫通孔113を貫通した状態で
第1の接続ピン142の左右の接触部142bとフェノ
ール樹脂製の円筒状の第1段ディスプレーサ13に設け
られた左右の内周壁部13bとは締まりばめによって第
1段ディスプレーサ13の内周壁部13bに装着され、
第1の接続ピン142の接触部142aと接続片141
に設けられた上側の内周壁部141cとはスキマばめに
よって接続片141の内周壁部141cに摺動可能に装
着されている。第2の接続ピン143は第2の接続ピン
143の接触部143bと第2段ディスプレーサ112
に設けられた内周壁部112bとは締まりばめによって
第2段ディスプレーサ112の内周壁部112bに装着
され、第2の接続ピン143の接触部143aと接続片
141に設けられた下側の内周壁部141dとはスキマ
ばめによって接続片141の内周壁部141dに摺動可
能に装着されている。
The first connecting pin 142 is left and right of the first connecting pin 142 in a state of penetrating the left and right circular through holes 113 provided in the cylindrical second-stage displacer 112 made of phenol resin similar to the conventional one. Of the contact portion 142b and the left and right inner peripheral wall portions 13b of the cylindrical first-stage displacer 13 made of phenolic resin are attached to the inner peripheral wall portion 13b of the first-stage displacer 13 by an interference fit,
The contact portion 142a of the first connection pin 142 and the connection piece 141
The inner peripheral wall portion 141c on the upper side is slidably attached to the inner peripheral wall portion 141c of the connecting piece 141 by a clearance fit. The second connection pin 143 is connected to the contact portion 143b of the second connection pin 143 and the second stage displacer 112.
The inner peripheral wall portion 112b of the second stage displacer 112 is fitted to the inner peripheral wall portion 112b of the second stage displacer 112 by an interference fit, and the contact portion 143a of the second connecting pin 143 and the lower inner portion of the connecting piece 141 are provided. The inner peripheral wall portion 141d of the connection piece 141 is slidably attached to the peripheral wall portion 141d by a clearance fit.

【0092】上記の接続片141、第1の接続ピン14
2、第2の接続ピン143、第1段ディスプレーサ13
の一端に設けられた第1の接続ピン142装着用の内周
壁部13b、第2段ディスプレーサ112の一端に設け
られた第2の接続ピン143装着用の内周壁部112b
により連結装置140が構成されている。第1段ディス
プレーサ13と第2段ディスプレーサ112とは、上記
のような状態で互いに直交する三方向に自由に動くよう
に連結装置140により連結されている。 尚、図にお
いて、その他のものについては、図1から図5及び図1
3、図14のものと同様のものであるので相当するもの
に同一符号を付して説明を省略する。
The above-mentioned connecting piece 141 and the first connecting pin 14
2, second connection pin 143, first stage displacer 13
Inner peripheral wall portion 13b for mounting the first connecting pin 142 provided at one end of the second displacer 112, and inner peripheral wall portion 112b for mounting the second connecting pin 143 provided at one end of the second stage displacer 112.
The coupling device 140 is configured by the above. The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 112 are connected by the connecting device 140 so as to freely move in the three directions orthogonal to each other in the above-described state. It should be noted that, in the drawings, other components are shown in FIGS.
3 and FIG. 14 are the same as those shown in FIG.

【0093】上記のように構成することにより、第1及
び第2の接続ピン142、143と接続片141との摺
動部(接続片141の内周壁部141cと第1の接続ピ
ン142の接触部142a間、接続片141の内周壁部
141dと第2の接続ピン143の接触部143a間)
の摩擦係数Kを図2の実施の形態と同様に従来のステン
レスとアルミ合金間に比べ小さくすることができること
に加えて、図3と同様に軸間距離Lを従来より短くする
ことができるので、これにより接続片141と第1の接
続ピン142との摺動部においては、より一層条件式
(1)のDA>2×K×(L−Dp1/2)及び条件式
(2)のDA>2×K×(L−Dp2/2)を満足した
関係となり、X方向の外力F1の大きさに関係なく常に
滑りうる構成となり、連結装置140の動きをスムーズ
にすることができる。
With the above configuration, the sliding portion between the first and second connection pins 142 and 143 and the connection piece 141 (contact between the inner peripheral wall portion 141c of the connection piece 141 and the first connection pin 142). Between the portions 142a, between the inner peripheral wall portion 141d of the connection piece 141 and the contact portion 143a of the second connection pin 143)
The friction coefficient K can be made smaller than that between the conventional stainless steel and the aluminum alloy as in the embodiment of FIG. 2, and the axial distance L can be made shorter than the conventional one as in FIG. Therefore, in the sliding portion between the connection piece 141 and the first connection pin 142, DA of conditional expression (1)> 2 × K × (L-Dp1 / 2) and DA of conditional expression (2) are further satisfied. > 2 × K × (L-Dp2 / 2) is satisfied, and the structure is such that it can always slide regardless of the magnitude of the external force F1 in the X direction, and the movement of the coupling device 140 can be made smooth.

【0094】この実施の形態では、第1及び第2の接続
ピン142、143に高分子材料である低摩擦係数を有
する充填材入りのポリイミド樹脂製を用いたが、ポリイ
ミド樹脂製に限られるものではなく、例えば低摩擦係数
を有する3フッ化樹脂製や4フッ化樹脂製等でも良い。
又、第1段及び第2段ディスプレーサ13、112の内
周壁部13b、112bは円筒状及び第1及び第2の接
続ピン142,143は丸棒状のものを用いたが、次の
ように構成することもできる。図2の実施の形態と同様
に、第1段及び第2段ディスプレーサ13、112の内
周壁部13b、112bを正四角穴状とし、更に第1及
び第2の接続ピン142、143の接触部142b、1
43b(第1段及び第2段ディスプレーサ13、112
の内周壁部13b、112bとの回動及び摺動部分)を
正四角柱状とする。第1及び第2の接続ピン142、1
43の接触部142a、143a(接続片141の円筒
状の内周壁部141c、141dとの回動及び摺動部
分)を丸棒状とした段付きの第1及び第2の接続ピン1
42、143としても良い。
In this embodiment, the first and second connection pins 142 and 143 are made of a high molecular weight filler-containing polyimide resin having a low friction coefficient, but are limited to the polyimide resin. Instead, it may be made of, for example, a trifluoride resin or a tetrafluoride resin having a low friction coefficient.
Further, the inner peripheral wall portions 13b and 112b of the first and second stage displacers 13 and 112 are cylindrical and the first and second connecting pins 142 and 143 are round bar-shaped. You can also do it. Similar to the embodiment of FIG. 2, the inner peripheral wall portions 13b and 112b of the first and second stage displacers 13 and 112 have a square hole shape, and the contact portions of the first and second connection pins 142 and 143. 142b, 1
43b (first and second stage displacers 13, 112)
The inner peripheral wall portions 13b and 112b are pivoted and slid with respect to the inner peripheral wall portions 13b and 112b. First and second connection pins 142, 1
The stepped first and second connection pins 1 in which the contact portions 142a and 143a of 43 (rotation and sliding portions with the cylindrical inner peripheral wall portions 141c and 141d of the connection piece 141) are round rods.
42 and 143 may be used.

【0095】発明の実施の形態6 図7は、更にこの発明の他の実施の形態である連結装置
の要部を示す断面図である。この実施の形態は上記条件
式(1)及び(2)を満たすようにしたものである。図
において、144、145は図14に示す第1及び第2
の接続ピン101、102と同様の丸棒状の第1及び第
2の接続ピンである。144a、145aは例えば従来
と同様のステンレス製の第1及び第2の接続ピン14
4、145の母材である。144b、145bは高分子
材料である充填材入りのポリイミド樹脂、例えばベスペ
ルSP21(商品名)からなり第1及び第2の接続ピン
の母材144a、145aの外周面部に被覆されたコー
ティング層である。図に示すように第1の接続ピン14
4は接続片141に設けられた上側の円筒状の内周壁部
141cとの接触部144c及び第1段ディスプレーサ
13の左右の内周壁部13bとの左右の接触部144d
を有する。第2の接続ピン145は接続片141に設け
られた下側の円筒状の内周壁部141dとの接触部14
5c及び第2段ディスプレーサ118に設けられた円形
の貫通孔118aを形成する円筒状の内周壁部118b
(図7では接続片141の下側の貫通孔141bのY方
向に対し接続片141の背後に重なって図示されてい
る)との接触部145dを有する。
Sixth Embodiment of the Invention FIG. 7 is a sectional view showing a main part of a coupling device according to a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, the conditional expressions (1) and (2) are satisfied. In the figure, 144 and 145 are the first and second parts shown in FIG.
The first and second connection pins are round rods similar to the connection pins 101 and 102 of FIG. 144a and 145a are, for example, the same stainless steel first and second connection pins 14 as the conventional one.
4,145 base material. 144b and 145b are coating layers made of a polyimide resin containing a polymer material, for example, Vespel SP21 (trade name) and covering the outer peripheral surfaces of the base materials 144a and 145a of the first and second connection pins. . As shown in the figure, the first connection pin 14
Reference numeral 4 denotes a contact portion 144c with the upper cylindrical inner peripheral wall portion 141c provided on the connection piece 141 and a left and right contact portion 144d with the left and right inner peripheral wall portions 13b of the first stage displacer 13.
Have. The second connecting pin 145 contacts the lower cylindrical inner peripheral wall portion 141 d provided on the connecting piece 141 with the contact portion 14.
5c and a cylindrical inner peripheral wall portion 118b forming a circular through hole 118a provided in the second stage displacer 118.
(In FIG. 7, the through-hole 141b on the lower side of the connection piece 141 is shown to overlap behind the connection piece 141 in the Y direction) and has a contact portion 145d.

【0096】第1の接続ピン144は第2段ディスプレ
ーサ118に設けられた切り欠き部119を通った状態
で第1の接続ピン144の左右の接触部144dと第1
段ディスプレーサ13に設けられた左右の内周壁部13
bとは締まりばめによって第1段ディスプレーサ13の
内周壁部13bに装着され、第1の接続ピン144の接
触部144cと接続片141に設けられた上側の内周壁
部141cとはスキマばめによって接続片141の内周
壁部141cに摺動可能に装着されている。第2の接続
ピン145は第2の接続ピン145の接触部145dと
第2段ディスプレーサ118に設けられた左右の内周壁
部118bとは締まりばめによって第2段ディスプレー
サ118の内周壁部118bに装着され、第2の接続ピ
ン145の接触部145cと接続片141に設けられた
下側の内周壁部141dとはスキマばめによって接続片
141の内周壁部141dに摺動可能に装着されてい
る。
The first connecting pin 144 and the left and right contact portions 144d of the first connecting pin 144 and the first contact pin 144 are in a state of passing through the notch 119 provided in the second stage displacer 118.
Left and right inner peripheral wall portions 13 provided on the step displacer 13
b is attached to the inner peripheral wall portion 13b of the first-stage displacer 13 by an interference fit, and the contact portion 144c of the first connecting pin 144 and the upper inner peripheral wall portion 141c provided on the connecting piece 141 are clearance fit. Is slidably attached to the inner peripheral wall portion 141c of the connection piece 141. The second connecting pin 145 is attached to the inner peripheral wall portion 118b of the second stage displacer 118 by an interference fit between the contact portion 145d of the second connecting pin 145 and the left and right inner peripheral wall portions 118b provided on the second stage displacer 118. The contact portion 145c of the second connecting pin 145 and the lower inner peripheral wall portion 141d provided on the connecting piece 141 are slidably attached to the inner peripheral wall portion 141d of the connecting piece 141 by a clearance fit. There is.

【0097】上記の接続片141、第1の接続ピン14
4、第2の接続ピン145、第1段ディスプレーサ13
の一端に設けられた第1の接続ピン144装着用の内周
壁部13b、第2段ディスプレーサ118の一端に設け
られた第2の接続ピン145装着用の内周壁部118b
により連結装置148が構成されている。第1段ディス
プレーサ13と第2段ディスプレーサ118とは、上記
のような状態で互いに直交する三方向に自由に動くよう
に連結装置148により連結されている。 尚、図にお
いて、その他のものについては、図1から図6及び図1
3、図14のものと同様のものであるので相当するもの
に同一符号を付して説明を省略する。
The above-mentioned connection piece 141 and the first connection pin 14
4, second connection pin 145, first stage displacer 13
The inner peripheral wall portion 13b for mounting the first connecting pin 144 provided at one end of the second connecting pin 145 and the inner peripheral wall portion 118b for mounting the second connecting pin 145 provided at one end of the second stage displacer 118.
The connection device 148 is configured by the above. The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 118 are connected by a connecting device 148 so as to freely move in the three directions orthogonal to each other in the above-mentioned state. It should be noted that, in the drawings, other components are shown in FIGS.
3 and FIG. 14 are the same as those shown in FIG.

【0098】上記のように構成することにより、図6に
示す第1及び第2の接続ピン142、143は、接続ピ
ン全体がポリイミド樹脂製で形成されているため高価で
あるが、図7に示す第1及び第2の接続ピン144、1
45はコーティング層144b、145bのみポリイミ
ド樹脂で形成され、母材は例えば従来と同様のステンレ
ス製が使えるため第1及び第2の接続ピン142、14
3より安価にすることができることに加えて、強度も高
くすることができる。この実施の形態では、第1及び第
2の接続ピン144、145の母材144a、145a
の外周面部に被覆されたコーティング層144b、14
5bに高分子材料である低摩擦係数を有する充填材入り
のポリイミド樹脂を用いたが、ポリイミド樹脂に限られ
るものではなく、例えば低摩擦係数を有する3フッ化樹
脂や4フッ化樹脂等でも良い。
With the above-described structure, the first and second connection pins 142 and 143 shown in FIG. 6 are expensive because the entire connection pins are made of polyimide resin. Shown first and second connection pins 144, 1
45 is formed of polyimide resin only in the coating layers 144b and 145b, and the base material can be made of, for example, the same stainless steel as the conventional one, so that the first and second connection pins 142 and 14 can be used.
In addition to being less expensive than 3, the strength can be increased. In this embodiment, the base materials 144a and 145a of the first and second connection pins 144 and 145 are used.
Coating layers 144b, 14 coated on the outer peripheral surface of the
Although a polyimide resin containing a filler having a low coefficient of friction, which is a polymer material, is used for 5b, it is not limited to the polyimide resin and, for example, trifluoride resin or tetrafluoride resin having a low coefficient of friction may be used. .

【0099】又、第1段及び第2段ディスプレーサ1
3、118の内周壁部13b、118bは円筒状及び第
1及び第2の接続ピン144,145は丸棒状のものを
用いたが、次のように構成することもできる。図2の実
施の形態と同様に、第1段及び第2段ディスプレーサ1
3、118の内周壁部13b、118bを正四角穴状と
し、更に第1及び第2の接続ピン144、145の接触
部144d、145d(第1段及び第2段ディスプレー
サ13、118の内周壁部13b、118bとの回動及
び摺動部分)を正四角柱状とする。第1及び第2の接続
ピン144、145の接触部144c、145c(接続
片141の円筒状の内周壁部141c、141dとの回
動及び摺動部分)を丸棒状とした段付きの第1及び第2
の接続ピン144、145としても良い。更に、コーテ
ィング層144b、145bは第1及び第2の接続ピン
144、145の母材144a、145aの外周面部全
体に被覆されているが、接続片141の円筒状の内周壁
部141c、141dとの回動及び摺動部分である接触
部144c、145cにコーティング層があれば良い。
The first and second stage displacers 1
The inner peripheral wall portions 13b and 118b of 3, 118 have a cylindrical shape and the first and second connection pins 144 and 145 have a round bar shape, but they may be configured as follows. As with the embodiment of FIG. 2, first and second stage displacers 1
The inner peripheral wall portions 13b and 118b of the third and 118 are square holes, and the contact portions 144d and 145d of the first and second connecting pins 144 and 145 (the inner peripheral walls of the first and second stage displacers 13 and 118). (Rotating and sliding parts 13b and 118b) is a regular square column. A stepped first step in which the contact portions 144c and 145c of the first and second connection pins 144 and 145 (rotational and sliding portions with the cylindrical inner peripheral wall portions 141c and 141d of the connection piece 141) are round rods. And the second
The connection pins 144 and 145 of FIG. Further, the coating layers 144b and 145b cover the entire outer peripheral surface portions of the base materials 144a and 145a of the first and second connection pins 144 and 145, but the cylindrical inner peripheral wall portions 141c and 141d of the connection piece 141 are It suffices if the contact portions 144c and 145c, which are the rotating and sliding portions, have a coating layer.

【0100】発明の実施の形態7 図8は、更にこの発明の他の実施の形態である連結装置
の要部の一部を示す断面図である。この実施の形態は上
記条件式(1)及び(2)を満たすようにしたものであ
る。図において、154、155は図7に示す第1及び
第2の接続ピン144、145と同様の丸棒状の第1及
び第2の接続ピンである。154a、155aは例えば
従来と同様のステンレス製の第1及び第2の接続ピン1
54、155の母材である。154b、155bは高分
子材料である充填材入りのポリイミド樹脂製、例えばベ
スペルSP21(商品名)のスリーブで、第1及び第2
の接続ピンの母材154a、155aの外周面部に圧入
されている。
Seventh Embodiment of the Invention FIG. 8 is a sectional view showing a part of a main portion of a coupling device according to a further embodiment of the present invention. In this embodiment, the conditional expressions (1) and (2) are satisfied. In the figure, reference numerals 154 and 155 denote round rod-shaped first and second connection pins similar to the first and second connection pins 144 and 145 shown in FIG. 154a and 155a are, for example, stainless steel first and second connection pins 1 similar to the conventional ones.
54 and 155 are base materials. 154b and 155b are sleeves made of a polyimide resin containing a polymer material, such as Vespel SP21 (trade name).
Are press-fitted into the outer peripheral surface portions of the base materials 154a and 155a of the connecting pin.

【0101】第1の接続ピン154は接続片141に設
けられた上側の円筒状の内周壁部141cとの接触部1
54c及び図7に示す第1段ディスプレーサ13の左右
の円筒状の内周壁部13bとの接触部154dを有す
る。第2の接続ピン155は接続片141に設けられた
下側の内周壁部141dとの接触部155c及び図7に
示す第2段ディスプレーサ118に設けられた円形の貫
通孔118aを形成する円筒状の内周壁部118b(図
8では接続片141の下側の貫通孔141bのY方向に
対し接続片141の背後に重なって図示されている)と
の接触部155dを有する。
The first connecting pin 154 is in contact with the upper cylindrical inner peripheral wall portion 141c of the connecting piece 141 and is in contact with the first connecting pin 154.
54c and contact portions 154d with the left and right cylindrical inner peripheral wall portions 13b of the first-stage displacer 13 shown in FIG. The second connection pin 155 has a cylindrical shape that forms a contact portion 155c with the lower inner peripheral wall portion 141d provided on the connection piece 141 and a circular through hole 118a provided on the second stage displacer 118 shown in FIG. 8 has a contact portion 155d with the inner peripheral wall portion 118b (in FIG. 8, the through hole 141b on the lower side of the connection piece 141 is shown to overlap behind the connection piece 141 in the Y direction).

【0102】第1の接続ピン154は第1の接続ピン1
54の接触部154cと接続片141に設けられた上側
の内周壁部141cとはスキマばめによって接続片14
1の内周壁部141cに摺動可能に装着されている。第
2の接続ピン155は第2の接続ピン155の接触部1
55cと接続片141に設けられた下側の内周壁部14
1dとはスキマばめによって接続片141の内周壁部1
41dに摺動可能に装着されている。第1段ディスプレ
ーサ13と第1の接続ピン154及び第2段ディスプレ
ーサ118と第2の接続ピン155の構成は図7に示す
実施の形態と同様であるので説明を省略する。
The first connecting pin 154 is the first connecting pin 1
The contact portion 154c of 54 and the upper inner peripheral wall portion 141c provided on the connecting piece 141 are connected to each other by a clearance fit.
It is slidably attached to the inner peripheral wall portion 141c of No. 1. The second connecting pin 155 is the contact portion 1 of the second connecting pin 155.
55c and the lower inner peripheral wall portion 14 provided on the connection piece 141
1d is the inner peripheral wall portion 1 of the connecting piece 141 by a clearance fit.
It is slidably attached to 41d. The configurations of the first-stage displacer 13 and the first connecting pin 154 and the second-stage displacer 118 and the second connecting pin 155 are the same as those in the embodiment shown in FIG.

【0103】上記の接続片141、第1の接続ピン15
4、第2の接続ピン155、第1段ディスプレーサ13
の一端に設けられた第1の接続ピン154装着用の内周
壁部13b、第2段ディスプレーサ118の一端に設け
られた第2の接続ピン155装着用の内周壁部118b
により連結装置158が構成されている。第1段ディス
プレーサ13と第2段ディスプレーサ118とは、上記
のような状態で互いに直交する三方向に自由に動くよう
に連結装置158により連結されている。 尚、図にお
いて、その他のものについては、図1から図7及び図1
3、図14のものと同様のものであるので相当するもの
に同一符号を付して説明を省略する。
The above-mentioned connecting piece 141 and the first connecting pin 15
4, second connection pin 155, first stage displacer 13
Inner peripheral wall portion 13b for mounting the first connecting pin 154 provided on one end of the second connecting pin 155 and inner peripheral wall portion 118b for mounting the second connecting pin 155 provided on one end of the second stage displacer 118.
The connection device 158 is configured by the above. The first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 118 are connected by the connecting device 158 so as to freely move in the three directions orthogonal to each other in the above state. 1 to 7 and
3 and FIG. 14 are the same as those shown in FIG.

【0104】上記のように構成することにより、図6に
示す第1及び第2の接続ピン142、143は、接続ピ
ン全体がポリイミド樹脂製で形成されているため高価で
あるが、図8に示す第1及び第2の接続ピン154、1
55はスリーブ154b、155bのみポリイミド樹脂
製で形成され、母材は例えば従来と同様のステンレス製
が使えるため第1及び第2の接続ピン142、143よ
り安価にすることができることに加えて、強度も高くす
ることができる。更に、図7に示す第1及び第2の接続
ピン144、145は母材の外周面部にコーティング層
144b、145bが被覆されているが、図8に示す第
1及び第2の接続ピン154、155は母材154a、
155aの外周面部にスリーブ154b、155bを圧
入しているので、コーティング層を施工するのに比べ、
施工が容易で作業性を良くすることができる。
With the above structure, the first and second connection pins 142 and 143 shown in FIG. 6 are expensive because the entire connection pins are made of polyimide resin. Shown first and second connection pins 154, 1
55 is made of polyimide resin only for the sleeves 154b and 155b, and the base material can be made of stainless steel similar to the conventional one, for example, so that it can be made cheaper than the first and second connection pins 142 and 143, Can also be higher. Further, the first and second connection pins 144 and 145 shown in FIG. 7 have coating layers 144b and 145b on the outer peripheral surface of the base material, but the first and second connection pins 154 shown in FIG. 155 is a base material 154a,
Since the sleeves 154b and 155b are press-fitted onto the outer peripheral surface of 155a, compared with the case where the coating layer is applied,
Construction is easy and workability can be improved.

【0105】この実施の形態では、第1及び第2の接続
ピン154、155の母材154a、155aの外周面
部に圧入されたスリーブ154b、155bに高分子材
料である低摩擦係数を有する充填材入りのポリイミド樹
脂製を用いたが、ポリイミド樹脂製に限られるものでは
なく、例えば低摩擦係数を有する3フッ化樹脂製や4フ
ッ化樹脂製等でも良い。
In this embodiment, the filler having a low friction coefficient, which is a polymer material, is filled in the sleeves 154b and 155b press-fitted into the outer peripheral surfaces of the base materials 154a and 155a of the first and second connection pins 154 and 155. Although the polyimide resin is used, the material is not limited to the polyimide resin, and may be, for example, a trifluoride resin or a tetrafluoride resin having a low friction coefficient.

【0106】又、第1段及び第2段ディスプレーサ1
3、118の内周壁部13b、118bは円筒状及び第
1及び第2の接続ピン154,155は丸棒状のものを
用いたが、次のように構成することもできる。図2の実
施の形態と同様に、第1段及び第2段ディスプレーサ1
3、118の内周壁部13b、118bを正四角穴状と
し、更に第1及び第2の接続ピン154、155の接触
部154d、155d(第1段及び第2段ディスプレー
サ13、118の内周壁部13b、118bとの回動及
び摺動部分)を正四角柱状とする。第1及び第2の接続
ピン154、155の接触部154c、155c(接続
片141の円筒状の内周壁部141c、141dとの回
動及び摺動部分)を丸棒状とした段付きの第1及び第2
の接続ピン154、155としても良い。更に、スリー
ブ154b、155bは第1及び第2の接続ピン15
4、155の母材154a、155aの外周面部全体に
圧入されているが、接続片141の円筒状の内周壁部1
41c、141dとの回動及び摺動部分である接触部1
54c、155cにスリーブがあれば良い。
The first and second stage displacers 1
The inner peripheral wall portions 13b and 118b of 3, 118 have a cylindrical shape and the first and second connection pins 154 and 155 have a round bar shape, but may be configured as follows. As with the embodiment of FIG. 2, first and second stage displacers 1
The inner peripheral wall portions 13b and 118b of the third and 118th holes are square holes, and the contact portions 154d and 155d of the first and second connecting pins 154 and 155 (the inner peripheral wall of the first and second stage displacers 13 and 118). (Rotating and sliding parts 13b and 118b) is a regular square column. A stepped first step in which the contact portions 154c and 155c of the first and second connection pins 154 and 155 (rotational and sliding portions with the cylindrical inner peripheral wall portions 141c and 141d of the connection piece 141) are round bars. And the second
The connection pins 154 and 155 of FIG. Further, the sleeves 154b and 155b are provided with the first and second connection pins 15
The cylindrical inner peripheral wall portion 1 of the connecting piece 141 is press-fitted into the entire outer peripheral surface portions of the base materials 154a and 155a of the nozzles 4 and 155.
Contact part 1 which is a rotating and sliding part with 41c and 141d.
A sleeve may be used for 54c and 155c.

【0107】発明の実施の形態8 図9は、更にこの発明の他の実施の形態である連結装置
の要部を示す断面図である。この実施の形態は上記条件
式(3)及び(4)を満たすようにしたものである。こ
こでは、条件式(1)(2)の代わりに条件式(3)
(4)を満足するように正四角柱状の接続片141の一
辺の長さDAを第1段及び第2段ディスプレーサ17
1、172の直径DB、DCに置き換えたものである。
171、172は従来と同様のフェノール樹脂製の図1
4に示す第1段ディスプレーサ13及び第2段ディスプ
レーサ22と同様の円筒状の第2段ディスプレーサであ
る。第1段ディスプレーサ171は図に示すように、矢
印ARと直交する方向に貫通する左右の円形の貫通孔1
71aを形成する左右の円筒状の内周壁部171bを有
する。
Eighth Embodiment of the Invention FIG. 9 is a sectional view showing a main part of a coupling device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the conditional expressions (3) and (4) are satisfied. Here, instead of conditional expressions (1) and (2), conditional expression (3)
In order to satisfy (4), the length DA of one side of the connecting piece 141 in the shape of a regular square pole is set to the first and second stage displacers 17.
It is replaced with the diameter DB and DC of 1,172.
171 and 172 are made of phenolic resin similar to the conventional one.
It is a cylindrical second-stage displacer similar to the first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 22 shown in FIG. As shown in the figure, the first-stage displacer 171 is a circular through hole 1 having left and right circular holes penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR.
71a has left and right cylindrical inner peripheral wall portions 171b.

【0108】第2段ディスプレーサ172は図に示すよ
うに、矢印ARの方向に直交して貫通する円形の貫通孔
172aを形成する円筒状の内周壁部172b(図9で
は接続片141の下側の貫通孔141bのY方向に対し
接続片141の背後に重なって点線で図示されている)
及び第1の接続ピン101が通る左右の切り欠き部11
9を形成するU字形の周壁部119aを有する。17
3、174は高分子材料である充填材入りのポリイミド
樹脂製、例えばベスペルSP21(商品名)のスリーブ
であり、第1段ディスプレーサ171及び第2段ディス
プレーサ172の内周壁部171b、172bに抜け出
ないように圧入され、内周面173a、174aを有す
る。
As shown in the figure, the second stage displacer 172 has a cylindrical inner peripheral wall portion 172b (a lower side of the connecting piece 141 in FIG. 9) forming a circular through hole 172a penetrating perpendicularly to the direction of the arrow AR. Of the through hole 141b in the Y direction, which overlaps behind the connecting piece 141 and is shown by a dotted line).
And left and right notches 11 through which the first connection pin 101 passes
It has a U-shaped peripheral wall portion 119a that forms the number 9. 17
3, 174 are sleeves made of polyimide resin containing a polymer material, for example, Vespel SP21 (trade name), which do not come out to the inner peripheral wall portions 171b and 172b of the first-stage displacer 171 and the second-stage displacer 172. And has inner peripheral surfaces 173a and 174a.

【0109】第1の接続ピン101は第2段ディスプレ
ーサ172に設けられた切り欠き部119を通った状態
で第1の接続ピン101の接触部101aと接続片14
1に設けられた上側の円形の貫通孔141aを形成する
上側の円筒状の内周壁部141cとは締まりばめによっ
て接続片141の内周壁部141cに装着され、第1の
接続ピン101の接触部101bと第1段ディスプレー
サ171に設けられた左右の内周壁部171bに装着さ
れた左右のスリーブ173の内周面173aとはスキマ
ばめによって第1段ディスプレーサ171のスリーブ1
73の内周面173aに摺動可能に装着されている。第
2の接続ピン102は第2の接続ピン102の接触部1
02aと接続片141に設けられた下側の円形の貫通孔
141bを形成する円筒状の内周壁部141dとは締ま
りばめによって接続片141の内周壁部141dに装着
され、第2の接続ピン102の接触部102bと第2段
ディスプレーサ172に設けられた内周壁部172bに
装着されたスリーブ174の内周面174aとはスキマ
ばめによって第2段ディスプレーサ172のスリーブ1
74の内周面174aに摺動可能に装着されている。
The first connecting pin 101 passes through the notch 119 provided in the second-stage displacer 172, and the contact portion 101a of the first connecting pin 101 and the connecting piece 14 are connected.
1 is attached to the inner peripheral wall portion 141c of the connecting piece 141 by an interference fit with the upper cylindrical inner peripheral wall portion 141c forming the upper circular through hole 141a, and the first connecting pin 101 contacts The portion 101b and the inner peripheral surfaces 173a of the left and right sleeves 173 mounted on the left and right inner peripheral wall portions 171b provided on the first-stage displacer 171 are fitted by a clearance fit to the sleeve 1 of the first-stage displacer 171.
It is slidably attached to the inner peripheral surface 173 a of the 73. The second connecting pin 102 is the contact portion 1 of the second connecting pin 102.
02a and the cylindrical inner peripheral wall portion 141d forming the lower circular through hole 141b provided in the connecting piece 141 are attached to the inner peripheral wall portion 141d of the connecting piece 141 by an interference fit, and the second connecting pin The contact portion 102b of the second stage displacer 172 and the inner peripheral surface 174a of the sleeve 174 mounted on the inner peripheral wall portion 172b of the second stage displacer 172 are fitted by a clearance fit to the sleeve 1 of the second stage displacer 172.
It is slidably attached to the inner peripheral surface 174 a of the 74.

【0110】上記の接続片141、第1の接続ピン10
1、第2の接続ピン102、第1段ディスプレーサ17
1の一端に設けられた第1の接続ピン101装着用のス
リーブ173、第2段ディスプレーサ172の一端に設
けられた第2の接続ピン102装着用のスリーブ174
により連結装置178が構成されている。第1段ディス
プレーサ171と第2段ディスプレーサ172とは、上
記のような状態で互いに直交する三方向に自由に動くよ
うに連結装置178により連結されている。尚、図にお
いて、その他のものについては、図1から図8及び図1
3、図14のものと同様のものであるので相当するもの
に同一符号を付して説明を省略する。
The connecting piece 141 and the first connecting pin 10 described above.
1, second connection pin 102, first stage displacer 17
A sleeve 173 for mounting the first connecting pin 101 provided at one end of the first connecting pin 102, and a sleeve 174 for mounting the second connecting pin 102 provided at one end of the second stage displacer 172.
The connecting device 178 is configured by the above. The first-stage displacer 171 and the second-stage displacer 172 are connected by a connecting device 178 so as to freely move in three directions orthogonal to each other in the above-mentioned state. It should be noted that, in the drawings, other components are shown in FIGS.
3 and FIG. 14 are the same as those shown in FIG.

【0111】上記のように構成することにより、正四角
柱状の接続片141の一辺の長さDAを第1段ディスプ
レーサ171の直径DBに置き換えることができ、DB
>DAであるから、条件式(3)を満たす実用的なより
滑り易い構成となるので、X方向の外力F1の大きさに
関係なく常に滑りうる構成となる。又、第2段ディスプ
レーサ172と第2の接続ピン102との摺動部(スリ
ーブ174の内周面174aと第2の接続ピン102の
接触部102b間)においても上記と同様に連結装置1
78の動きをスムーズにすることができる。更に、第1
段ディスプレーサ171及び第2段ディスプレーサ17
2の内周壁部171b、172bにスリーブ173,1
74を圧入しているので、施工が容易で作業性を良くす
ることができる。
With the above structure, the length DA of one side of the regular square columnar connection piece 141 can be replaced with the diameter DB of the first stage displacer 171.
Since it is> DA, it has a practically more slippery structure that satisfies the conditional expression (3), so that the structure can always slide regardless of the magnitude of the external force F1 in the X direction. Also, in the sliding portion between the second-stage displacer 172 and the second connecting pin 102 (between the inner peripheral surface 174a of the sleeve 174 and the contact portion 102b of the second connecting pin 102), the coupling device 1 is also used as described above.
The movement of 78 can be made smooth. Furthermore, the first
Stage displacer 171 and second stage displacer 17
The inner peripheral wall portions 171b and 172b of the second sleeve 173,1
Since 74 is press-fitted, the construction is easy and the workability can be improved.

【0112】この実施の形態では、第1段ディスプレー
サ171及び第2段ディスプレーサ172に設けられた
内周壁部171b、172bに圧入されたスリーブ17
3,174に高分子材料である低摩擦係数を有する充填
材入りのポリイミド樹脂製を用いたが、ポリイミド樹脂
製にかぎられるものではなく、例えば低摩擦係数を有す
る3フッ化樹脂製や4フッ化樹脂製等でも良い。
In this embodiment, the sleeve 17 is press-fitted into the inner peripheral wall portions 171b and 172b provided on the first-stage displacer 171 and the second-stage displacer 172, respectively.
Although a polyimide resin made of a polymer material having a low coefficient of friction and containing a filler is used for 3,174, it is not limited to the polyimide resin, and for example, a trifluoride resin or a 4-fluorine resin having a low friction coefficient is used. It may be made of chemical resin.

【0113】又、第1段及び第2段ディスプレーサ17
1、172の内周壁部171b、172bは円筒状、接
続片141の内周壁部141c、141dも円筒状及び
第1及び第2の接続ピン101,102は丸棒状のもの
を用いたが、次のように構成することもできる。図2の
実施の形態と同様に、接続片141の内周壁部141
c、141dを正四角穴状とし、第1及び第2の接続ピ
ン101、102の接触部101a、102a(接続片
141の内周壁部141c、141dとの回動及び摺動
部分)を正四角柱状とする。第1及び第2の接続ピン1
01、102の接触部101b、102b(第1段及び
第2段ディスプレーサ171、172のスリーブ17
3、174の内周面173a、174aとの回動及び摺
動部分)を丸棒状とした段付きの第1及び第2の接続ピ
ン101、102としても良い。上記のように構成する
ことにより、接続片141の内周壁部141c、141
dと第1及び第2の接続ピン101、102の接触部1
01a、102aとの間を締まりばめにしなくても良く
なるので、組み立ての作業性を良くすることができる。
又、第1段ディスプレーサ171及び第2段ディスプレ
ーサ172に従来と同様のフェノール樹脂製のものを用
いたが、例えばステンレス製のものでも良い。
Also, the first and second stage displacers 17
The inner peripheral wall portions 171b and 172b of the first and second 172 are cylindrical, the inner peripheral wall portions 141c and 141d of the connecting piece 141 are also cylindrical, and the first and second connecting pins 101 and 102 are round bar-shaped. It can also be configured as follows. Similar to the embodiment shown in FIG. 2, the inner peripheral wall portion 141 of the connection piece 141.
c and 141d are square holes, and the contact portions 101a and 102a of the first and second connection pins 101 and 102 (rotational and sliding portions with the inner peripheral wall portions 141c and 141d of the connection piece 141) are square. Columnar. First and second connection pin 1
01, 102 contact portions 101b, 102b (the sleeve 17 of the first and second stage displacers 171, 172)
The rotation and sliding portions of the inner peripheral surfaces 173a and 174a of the outer peripheral surfaces 173a and 174a may be round rod-shaped stepped first and second connection pins 101 and 102. By configuring as described above, the inner peripheral wall portions 141c, 141 of the connecting piece 141 are formed.
d and the contact portion 1 of the first and second connection pins 101 and 102
Since it is not necessary to form an interference fit between 01a and 102a, the workability of assembly can be improved.
Further, although the first-stage displacer 171 and the second-stage displacer 172 are made of the same phenol resin as the conventional one, they may be made of stainless steel, for example.

【0114】発明の実施の形態9 図10は、更にこの発明の他の実施の形態である連結装
置の要部を示す断面図である。この実施の形態は上記条
件式(3)及び(4)を満たすようにしたものである。
ここでは、条件式(1)(2)の代わりに条件式(3)
(4)を満足するように正四角柱状の接続片141の一
辺の長さDAを第1段及び第2段ディスプレーサ17
1、172の直径DB、DCに置き換えたものである。
Ninth Embodiment of the Invention FIG. 10 is a cross-sectional view showing a main part of a coupling device according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the conditional expressions (3) and (4) are satisfied.
Here, instead of conditional expressions (1) and (2), conditional expression (3)
In order to satisfy (4), the length DA of one side of the connecting piece 141 in the shape of a regular square pole is set to the first and second stage displacers 17.
It is replaced with the diameter DB and DC of 1,172.

【0115】191、192はステンレス製の図14に
示す第1段ディスプレーサ13及び第2段ディスプレー
サ22と同様の円筒状の第2段ディスプレーサである。
第1段ディスプレーサ191は図に示すように、矢印A
Rと直交する方向に貫通する左右の円形の貫通孔191
aを形成する左右の円筒状の内周壁部191bを有す
る。第2段ディスプレーサ192は図に示すように、矢
印ARと直交する方向に貫通する円形の貫通孔192a
を形成する円筒状の内周壁部192b(図10では接続
片141の下側の貫通孔141bのY方向に対し接続片
141の背後に重なって点線で図示されている)及び第
1の接続ピン101が通る左右の切り欠き部119を形
成するU字形の周壁部119aを有する。193、19
4は高分子材料である充填材入りのポリイミド樹脂、例
えばベスペルSP21(商品名)からなり第1段ディス
プレーサ191及び第2段ディスプレーサ192の内周
壁部191b、192bに被覆されたコーティング層で
あり、内周面193a、194aを有する。
Reference numerals 191 and 192 denote cylindrical second-stage displacers made of stainless steel similar to the first-stage displacer 13 and the second-stage displacer 22 shown in FIG.
As shown in the figure, the first stage displacer 191 has an arrow A
Left and right circular through holes 191 penetrating in a direction orthogonal to R
It has left and right cylindrical inner peripheral wall portions 191b forming a. As shown in the figure, the second-stage displacer 192 has a circular through hole 192a penetrating in a direction orthogonal to the arrow AR.
Forming a cylindrical inner peripheral wall portion 192b (in FIG. 10, is shown by a dotted line overlapping the back of the connecting piece 141 with respect to the Y direction of the lower through hole 141b of the connecting piece 141) and the first connecting pin. It has a U-shaped peripheral wall portion 119a forming left and right cutout portions 119 through which 101 passes. 193, 19
Reference numeral 4 denotes a coating layer made of a polymer-filled polyimide resin, for example, Vespel SP21 (trade name), which covers the inner peripheral wall portions 191b and 192b of the first-stage displacer 191 and the second-stage displacer 192, It has inner peripheral surfaces 193a and 194a.

【0116】第1の接続ピン101は第2段ディスプレ
ーサ192に設けられた切り欠き部119を通った状態
で第1の接続ピン101の接触部101aと接続片14
1に設けられた上側の円形の貫通孔141aを形成する
上側の円筒状の内周壁部141cとは締まりばめによっ
て接続片141の内周壁部141cに装着され、第1の
接続ピン101の接触部101bと第1段ディスプレー
サ191に設けられた左右の内周壁部191bに被覆さ
れた左右のコーティング層193の内周面193aとは
スキマばめによって第1段ディスプレーサ191のコー
ティング層193の内周面193aに摺動可能に装着さ
れている。第2の接続ピン102は第2の接続ピン10
2の接触部102aと接続片141に設けられた下側の
円形の貫通孔141bを形成する下側の円筒状の内周壁
部141dとは締まりばめによって接続片141の内周
壁部141dに装着され、第2の接続ピン102の接触
部102bと第2段ディスプレーサ192の内周壁部1
92bに被覆されたコーティング層194の内周面19
4aとはスキマばめによって第2段ディスプレーサ19
2のコーティング層194の内周面194aに摺動可能
に装着されている。
The first connecting pin 101 passes through the notch 119 provided in the second stage displacer 192, and the contact portion 101a of the first connecting pin 101 and the connecting piece 14 are connected.
1 is attached to the inner peripheral wall portion 141c of the connecting piece 141 by an interference fit with the upper cylindrical inner peripheral wall portion 141c forming the upper circular through hole 141a, and the first connecting pin 101 contacts The portion 101b and the inner peripheral surfaces 193a of the left and right coating layers 193 covered by the left and right inner peripheral wall portions 191b provided on the first-stage displacer 191 and the inner periphery of the coating layer 193 of the first-stage displacer 191 by a clearance fit. It is slidably mounted on the surface 193a. The second connection pin 102 is the second connection pin 10
The second contact portion 102a and the lower cylindrical inner peripheral wall portion 141d forming the lower circular through hole 141b provided in the connecting piece 141 are attached to the inner peripheral wall portion 141d of the connecting piece 141 by an interference fit. The contact portion 102b of the second connection pin 102 and the inner peripheral wall portion 1 of the second stage displacer 192 are removed.
Inner peripheral surface 19 of coating layer 194 coated on 92b
4a is a second stage displacer 19 by a clearance fit.
It is slidably attached to the inner peripheral surface 194a of the second coating layer 194.

【0117】上記の接続片141、第1の接続ピン10
1、第2の接続ピン102、第1段ディスプレーサ19
1の一端に設けられた第1の接続ピン101装着用の内
周壁部191bに被覆されたコーティング層193、第
2段ディスプレーサ192の一端に設けられた第2の接
続ピン102装着用の内周壁部192bに被覆されたコ
ーティング層194により連結装置198が構成されて
いる。第1段ディスプレーサ191と第2段ディスプレ
ーサ192とは、上記のような状態で互いに直交する三
方向に自由に動くように連結装置198により連結され
ている。尚、図において、その他のものについては、図
1から図9及び図13、図14のものと同様のものであ
るので相当するものに同一符号を付して説明を省略す
る。
The connecting piece 141 and the first connecting pin 10 described above.
1, second connection pin 102, first stage displacer 19
Coating layer 193 covering the inner peripheral wall portion 191b for mounting the first connecting pin 101 provided at one end of the first connecting pin 102, and the inner peripheral wall for mounting the second connecting pin 102 provided at one end of the second stage displacer 192 The coupling device 198 is configured by the coating layer 194 coated on the portion 192b. The first-stage displacer 191 and the second-stage displacer 192 are connected by a connecting device 198 so as to freely move in three directions orthogonal to each other in the above-mentioned state. In the figure, the other parts are the same as those in FIGS. 1 to 9 and FIGS. 13 and 14, so the corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0118】上記のように構成することにより、正四角
柱状の接続片141の一辺の長さDAを第1段ディスプ
レーサ191の直径DBに置き換えることができ、DB
>DAであるから、条件式(3)を満たす実用的なより
滑り易い構成となるので、X方向の外力F1の大きさに
関係なく常に滑りうる構成となる。又、第2段ディスプ
レーサ192と第2の接続ピン102との摺動部(コー
ティング層194の内周面194aと第2の接続ピン1
02の接触部102b間)においても上記と同様に連結
装置198の動きをスムーズにすることができる。
With the above-mentioned structure, the length DA of one side of the connecting piece 141 in the shape of a regular square pole can be replaced with the diameter DB of the first-stage displacer 191.
Since it is> DA, it has a practically more slippery structure that satisfies the conditional expression (3), so that the structure can always slide regardless of the magnitude of the external force F1 in the X direction. Further, the sliding portion between the second-stage displacer 192 and the second connecting pin 102 (the inner peripheral surface 194a of the coating layer 194 and the second connecting pin 1)
Even between the contact portions 102b of No. 02), the movement of the connecting device 198 can be made smooth similarly to the above.

【0119】この実施の形態では、第1段ディスプレー
サ191及び第2段ディスプレーサ192に設けられた
内周壁部191b、192bに被覆されたコーティング
層193,194に高分子材料である低摩擦係数を有す
る充填材入りのポリイミド樹脂を用いたが、ポリイミド
樹脂に限られるものではなく、例えば低摩擦係数を有す
る3フッ化樹脂や4フッ化樹脂等でも良い。
In this embodiment, the coating layers 193 and 194, which cover the inner peripheral wall portions 191b and 192b of the first-stage displacer 191 and the second-stage displacer 192, have a low friction coefficient, which is a polymer material. Although the polyimide resin containing the filler is used, it is not limited to the polyimide resin, and may be, for example, a trifluoride resin or a tetrafluoride resin having a low friction coefficient.

【0120】又、第1段及び第2段ディスプレーサ19
1、192の内周壁部191b、192bは円筒状、接
続片141の内周壁部141c、141dも円筒状及び
第1及び第2の接続ピン101,102は丸棒状のもの
を用いたが、次のように構成することもできる。図2の
実施の形態と同様に、接続片141の内周壁部141
c、141dを正四角穴状とし、第1及び第2の接続ピ
ン101、102の接触部101a、102a(接続片
141の内周壁部141c、141dとの回動及び摺動
部分)を正四角柱状とする。第1及び第2の接続ピン1
01、102の接触部101b、102b(第1段及び
第2段ディスプレーサ191、192のコーティング層
193、194の内周面193a、194aとの回動及
び摺動部分)を丸棒状とした段付きの第1及び第2の接
続ピン101、102としても良い。 上記のように構
成することにより、接続片141の内周壁部141c、
141dと第1及び第2の接続ピン101、102の接
触部101a、102aとの間を締まりばめにしなくて
も良くなるので、組み立ての作業性を良くすることがで
きる。
Also, the first and second stage displacers 19
The inner peripheral wall portions 191b and 192b of the first and the second connection members 192b are cylindrical, the inner peripheral wall portions 141c and 141d of the connecting piece 141 are also cylindrical, and the first and second connecting pins 101 and 102 are round rod-shaped. It can also be configured as follows. Similar to the embodiment shown in FIG. 2, the inner peripheral wall portion 141 of the connection piece 141.
c and 141d are square holes, and the contact portions 101a and 102a of the first and second connection pins 101 and 102 (rotational and sliding portions with the inner peripheral wall portions 141c and 141d of the connection piece 141) are square. Columnar. First and second connection pin 1
01, 102 contact portions 101b, 102b (rotating and sliding portions with the inner peripheral surfaces 193a, 194a of the coating layers 193, 194 of the first and second stage displacers 191, 192) are round bar-shaped The first and second connection pins 101 and 102 may be used. By configuring as described above, the inner peripheral wall portion 141c of the connection piece 141,
Since it is not necessary to form an interference fit between 141d and the contact portions 101a and 102a of the first and second connection pins 101 and 102, the workability of assembly can be improved.

【0121】発明の実施の形態10 図11は、さらにこの発明の他の実施の形態である接続
装置の要部を示す断面図である。 図において、円板状
のナット止め板300にはその中心部に円形の貫通孔3
00aが設けられている。貫通孔300aは駆動軸33
と接触しない十分な大きさにされている。ナット止め板
300は第1段ディスプレーサ13の上端部に取り付け
られており、駆動軸33の一端が貫通孔300aを貫通
し、ナット収容部302内で取り付けナット301が螺
合されている。303は高分子材料である充填材入りの
ポリエーテルエーテルケトン(Polyetheret
herketone)(以下ピーク樹脂と称す)樹脂製
の円板状の滑り板であり、その中心部に貫通孔303a
を形成する円筒状の内周壁部303bを有する。滑り板
303は所定の厚さを有し、ナット収容部302の大き
い方の穴部302aの内周壁部302bと接触しないよ
うに十分小さい直径を有する。貫通孔303aは円形で
駆動軸33と接触しない十分な大きさにされている。
Tenth Embodiment of the Invention FIG. 11 is a sectional view showing a main part of a connection device according to a further embodiment of the present invention. In the figure, the disk-shaped nut stopper plate 300 has a circular through hole 3 at the center thereof.
00a is provided. The through hole 300a is the drive shaft 33.
It is large enough not to come in contact with. The nut stopper plate 300 is attached to the upper end portion of the first stage displacer 13, one end of the drive shaft 33 penetrates the through hole 300a, and the mounting nut 301 is screwed into the nut housing portion 302. Numeral 303 indicates a polyetheretherketone (Polyetheret) containing a filler which is a polymer material.
Herktone) (hereinafter referred to as peak resin) is a disc-shaped sliding plate made of resin, and has a through hole 303a in the center thereof.
Has a cylindrical inner peripheral wall portion 303b that forms the. The sliding plate 303 has a predetermined thickness, and has a sufficiently small diameter so as not to come into contact with the inner peripheral wall portion 302b of the larger hole portion 302a of the nut housing portion 302. The through hole 303a is circular and has a size large enough not to contact the drive shaft 33.

【0122】上下の滑り板303は駆動軸33が上下の
滑り板303の貫通孔303aを貫通した状態で、取り
付けナット301とナット止め板300の間及び取り付
けナット301とナット収容部302の大きい方の穴部
302aの底部302eの間に径方向に自由に動けるよ
うに挿入されている。取り付けナット301の厚さと上
下の滑り板303の厚さを合わせた軸方向高さは従来の
ものと同様にナット収容部302の大きい方の穴部30
2aの深さよりも僅かに小さくしてある。上側の滑り板
303はナット止め板300に対し摺動可能である。
又、取り付けナット301とも同様に摺動可能にされて
いる。駆動軸33が矢印ARの上方に動いた時に、わず
かな隙間があるので上側の滑り板303がナット止め板
300と衝突する。しかし、滑り板303により接触面
の摩擦係数を小さくしているので上側の滑り板303は
ナット止め板300に対し摺動可能である。又、取り付
けナット301とも同様に摺動可能にされている。又、
駆動軸33が下方に動いた時も同様で、わずかな隙間の
存在により取り付けナット301が下側の滑り板303
と衝突しても滑り板303により接触面の摩擦係数を小
さくしているので下側の滑り板303は取り付けナット
301と摺動可能に接触すると共にナット収容部302
の大きい方の穴部302aの底部302eとも同様に摺
動可能にされている。
The upper and lower sliding plates 303 are larger between the mounting nut 301 and the nut stopper plate 300 and between the mounting nut 301 and the nut accommodating portion 302 with the drive shaft 33 penetrating the through holes 303a of the upper and lower sliding plates 303. It is inserted between the bottom portions 302e of the hole portions 302a so as to be freely movable in the radial direction. The axial height, which is the sum of the thickness of the mounting nut 301 and the thickness of the upper and lower sliding plates 303, is the same as that of the conventional one.
It is slightly smaller than the depth of 2a. The upper slide plate 303 is slidable with respect to the nut stopper plate 300.
The mounting nut 301 is also slidable. When the drive shaft 33 moves above the arrow AR, the upper sliding plate 303 collides with the nut stopper plate 300 because of a slight gap. However, since the friction coefficient of the contact surface is reduced by the sliding plate 303, the upper sliding plate 303 can slide on the nut stopper plate 300. The mounting nut 301 is also slidable. or,
This is also the case when the drive shaft 33 moves downward, and due to the existence of a slight gap, the mounting nut 301 causes the lower sliding plate 303 to move.
Even when it collides with the sliding plate 303, the friction coefficient of the contact surface is reduced, so that the lower sliding plate 303 slidably contacts the mounting nut 301 and the nut receiving portion 302.
Is also slidable with the bottom portion 302e of the larger hole portion 302a.

【0123】ナット収容部302は第1段ディスプレー
サ13の上端部の中心部に設けられた直径の異なる2つ
の円筒状の段付き形状の穴部で上端部側の大きい方の穴
部302aを形成する内周壁部302b及び小さい方の
穴部302cを形成する内周壁部302dが設けられ取
り付けナット301を収容する収容部が形成されてい
る。上記の取り付けナット301、第1の当接摺動部と
しての図11に示す上側の滑り板303、第2の当接摺
動部としての図11に示す下側の滑り板303により本
発明の拡大部が構成されている。又、上記拡大部、掛止
部材としてのナット止め板300、ナット収容部302
により接続装置330が構成されている。第1段ディス
プレーサ13は上記のような状態で駆動軸33に対して
直交する三方向に自由に動くように接続装置330によ
り駆動軸33と接続されている。 尚、図において、そ
の他のものについては、図13、図14、図15のもの
と同様のものであるので相当するものに同一符号を付し
て説明を省略する。
The nut accommodating portion 302 has two cylindrical stepped holes with different diameters provided at the center of the upper end of the first-stage displacer 13 and forms the larger hole 302a on the upper end side. The inner peripheral wall 302b and the inner peripheral wall 302d forming the smaller hole 302c are provided to form a housing for housing the mounting nut 301. The mounting nut 301, the upper sliding plate 303 shown in FIG. 11 as the first contact sliding part, and the lower sliding plate 303 shown in FIG. The enlarged part is configured. Further, the enlarged portion, the nut stopper plate 300 as a latch member, the nut accommodating portion 302
The connection device 330 is configured by. The first stage displacer 13 is connected to the drive shaft 33 by the connecting device 330 so as to freely move in three directions orthogonal to the drive shaft 33 in the above-described state. In the figure, the other parts are the same as those in FIG. 13, FIG. 14, and FIG. 15, so the corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

【0124】上記のように構成することにより、取り付
けナット301とナット止め板300の間の接触部の摩
擦係数Kの値はピーク樹脂とアルミ間で0.1〜0.
2、ピーク樹脂とステンレス間で0.1〜0.2とな
り、従来の製品のステンレスとアルミ間の値0.82に
比べ各々1/8〜1/4、1/8〜1/4程にすること
ができ、取り付けナット301とナット収容部302の
底部302eの間の接触部の摩擦係数Kの値はピーク樹
脂とフェノール樹脂間で0.1〜0.2、ピーク樹脂と
ステンレス間で0.1〜0.2となり、従来の製品のス
テンレスとフェノール樹脂間の値0.5に比べ各々1/
5〜1/2.5、1/5〜1/2.5程にすることがで
きるので、これにより取り付けナット部の動きが常にス
ムーズになり、接続装置の動きをスムーズにすることが
できる。この実施の形態では、滑り板303に低摩擦係
数を有しクリープ特性の良い充填材入りのピーク樹脂製
を用いたが、ピーク樹脂に限られるものではなく、例え
ば低摩擦係数を有する3フッ化樹脂や4フッ化樹脂等で
も良い。又、滑り板303に限られるものではなく、取
り付けナット301の両面に低摩擦係数を有する高分子
材料からなる滑り層を被覆したものでも良い。更に、取
り付けナット301全体を低摩擦係数を有する高分子材
料によって形成したものでも良い。
With the above construction, the value of the friction coefficient K of the contact portion between the mounting nut 301 and the nut stopper plate 300 is 0.1 to 0.
2. Between the peak resin and stainless steel is 0.1 to 0.2, which is about 1/8 to 1/4 and 1/8 to 1/4, respectively, compared to the value 0.82 between stainless steel and aluminum of conventional products. The value of the friction coefficient K of the contact portion between the mounting nut 301 and the bottom portion 302e of the nut housing portion 302 is 0.1 to 0.2 between the peak resin and the phenol resin, and 0 between the peak resin and the stainless steel. 0.1 to 0.2, which is 1 / each compared to the value of 0.5 between stainless steel and phenol resin of conventional products.
Since it can be set to 5 to 1 / 2.5 or 1/5 to 1 / 2.5, the movement of the mounting nut portion is always smooth, and the movement of the connecting device can be smooth. In this embodiment, the sliding plate 303 is made of a peak resin containing a filler having a low coefficient of friction and good creep characteristics. Resin or tetrafluoride resin may be used. Further, the mounting plate is not limited to the sliding plate 303, and the mounting nut 301 may be covered on both sides with a sliding layer made of a polymer material having a low coefficient of friction. Further, the entire mounting nut 301 may be made of a polymer material having a low friction coefficient.

【0125】又、上記ではギフォード・マクマホン冷凍
機に用いるものについて述べたが、その他の冷凍サイク
ル、例えばスターリング冷凍機やビルマイヤー冷凍機、
クロード冷凍機、ソルベー冷凍機にも使用できる。また
2段式冷凍機に用いるものについて述べたが、単段式や
3段式以上の冷凍機にも使用できる。
Although the above description has been made for the Gifford-McMahon refrigerator, other refrigerating cycles such as a Stirling refrigerator and a Bilmeier refrigerator,
It can also be used for Claude refrigerators and Solvay refrigerators. Also, although the one used for the two-stage refrigerator has been described, it can be used for a single-stage refrigerator or a three-stage refrigerator or more.

【0126】発明の実施の形態11 図12は、さらにこの発明の実施の形態である突出部分
離型ディスプレーサの要部を示す断面図である。図にお
いて、400は高分子材料であるガラスエポキシ製の円
筒状のディスプレーサである。図に示すようにディスプ
レーサ400はその外周面部を周方向に取り巻く上下の
環状溝400aを形成する凹部400bを有する。41
0は高分子材料である超高分子量ポリエチレン製の断面
形状が長方形のリング状の帯状体である。図に示すよう
に帯状体410はシリンダの内周壁部との摺動部の接触
部分である外周面410aを有し、ディスプレーサ40
0の環状溝400aを形成する凹部400bとの接触部
分である内周面410bを有する。
Eleventh Embodiment of the Invention FIG. 12 is a sectional view showing a main part of a displaceable-part separation-type displacer according to a further embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 400 is a cylindrical displacer made of a polymer material such as glass epoxy. As shown in the figure, the displacer 400 has a recess 400b that forms upper and lower annular grooves 400a surrounding the outer peripheral surface portion in the circumferential direction. 41
Reference numeral 0 denotes a ring-shaped strip made of ultra-high molecular weight polyethylene which is a polymer material and has a rectangular cross section. As shown in the figure, the band-shaped body 410 has an outer peripheral surface 410a which is a contact portion of a sliding portion with the inner peripheral wall portion of the cylinder, and the displacer 40
It has an inner peripheral surface 410b which is a contact portion with a concave portion 400b forming a zero annular groove 400a.

【0127】帯状体410は図12に示すように、帯状
体410の内周面410bとディスプレーサ400の環
状溝400aを形成する凹部400bとは軸方向に殆ど
隙間のない状態で且つ加熱してはめた後の冷却時の残留
応力による締まりばめによってディスプレーサ400の
上下の環状溝400aを形成する凹部400bに強固に
装着されている。上記のディスプレーサ400、帯状体
410により突出部分離型ディスプレーサ420が構成
されている。突出部分離型ディスプレーサ420はシリ
ンダの内周壁部と帯状体410の外周面410aとが摺
動可能状態でシリンダ内を往復運動するようにシリンダ
内に装着されている。尚、図において、その他のものに
ついては、図1から図11、図13、図14、図15の
ものと同様のものであるので相当するものに同一符号を
付して説明を省略する。
As shown in FIG. 12, the band-shaped body 410 is heated and fitted with almost no axial gap between the inner peripheral surface 410b of the band-shaped body 410 and the recess 400b forming the annular groove 400a of the displacer 400. The displacer 400 is firmly mounted in the recesses 400b forming the upper and lower annular grooves 400a by an interference fit due to residual stress during cooling after cooling. The displacer 400 and the strip-shaped body 410 form a displacer-type displacer 420. The protruding-separation-type displacer 420 is mounted in the cylinder so that the inner peripheral wall of the cylinder and the outer peripheral surface 410a of the band-like body 410 can reciprocate in the cylinder. In the figure, the other parts are the same as those in FIGS. 1 to 11, 13, 14, and 15, and therefore, the corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0128】上記のように構成することにより、帯状体
410は帯状体410の内周面410bとディスプレー
サ400の環状溝400aを形成する凹部400bとは
残留応力による締まりばめによってディスプレーサ40
0の上下の環状溝400aを形成する凹部400bに強
固に装着されているので、特別な接着手段を講じる必要
なく固定することができると共に軸方向にずれることが
ないことに加え、長時間運転した後のメンテナンスで
は、帯状体410を交換することでディスプレーサ40
0の再利用が可能となり安価にすることができ、省資源
にも役立つ。又、帯状体410が強固に固定されるの
で、高精度に機械加工ができるため、帯状体410の薄
肉加工も容易にでき、シリンダと突出部である帯状体4
10間の隙間を小さくすることができる。例えば厚さ2
00マイクロメートルの帯状体410を使用すれば、7
0Kまで冷却された際の収縮量は8マイクロメートル程
度でシリンダと突出部である帯状体410間の隙間(5
0マイクロメートル)に及ぼす影響は少なく作動流体の
対流の発生を防止することができる。又、シリンダと突
出部分離型ディスプレーサ420の突出部である超高分
子量ポリエチレン製の帯状体410の外周面410aの
間の接触部分の摩耗特性はシリンダと従来と同様の綿布
入のフェノール樹脂製のディスプレーサの突出部の間の
接触部分の摩耗特性に比べて、1/150にすることが
でき、更に摩擦係数Kも1/5〜1/2.5程にするこ
とができるので、これにより突出部分離型ディスプレー
サ420の動きがスムーズになり、例えば従来と同様の
綿布入のフェノール樹脂製のディスプレーサ13、22
に比べ摺動部の接触部分の摩擦・摩耗特性を良くするこ
とができる。
With the above-described structure, the strip-shaped body 410 has the inner peripheral surface 410b of the strip-shaped body 410 and the recessed portion 400b forming the annular groove 400a of the displacer 400 by interference fit due to residual stress and thus the displacer 40.
Since it is firmly mounted in the recesses 400b forming the upper and lower annular grooves 400a of 0, it can be fixed without the need for any special bonding means, and it does not shift in the axial direction. In the subsequent maintenance, the displacer 40 can be replaced by replacing the strip 410.
It is possible to reuse 0, make it cheap, and save resources. Further, since the band-shaped body 410 is firmly fixed, the band-shaped body 410 can be machined with high accuracy, and thus the thin-wall processing of the band-shaped body 410 can be easily performed, and the cylinder-shaped body and the band-shaped body 4 which is the protruding portion can be processed.
The gap between 10 can be made small. For example, thickness 2
With a 00 micrometer strip 410, 7
The amount of shrinkage when cooled to 0K is about 8 micrometers, and the gap (5
The influence on the working fluid is small and it is possible to prevent convection of the working fluid. Further, the wear characteristics of the contact portion between the cylinder and the outer peripheral surface 410a of the strip 410 made of ultra-high molecular weight polyethylene, which is the protrusion of the protrusion-separated displacer 420, are the same as those of the cylinder and the conventional cotton cloth-filled phenol resin. Compared with the wear characteristics of the contact portion between the displacer protrusions, it can be 1/150, and the friction coefficient K can also be about 1/5 to 1 / 2.5, so that the protrusion The movement of the part separation type displacer 420 becomes smooth, and for example, the displacers 13, 22 made of phenolic resin containing cotton cloth similar to the conventional ones are used.
It is possible to improve the friction and wear characteristics of the contact portion of the sliding portion as compared with.

【0129】又、突出部分離型ディスプレーサ420の
ディスプレーサ400はガラスエポキシ製で形成されて
いるため、吸湿しないのでディスプレーサ400からの
放出水分がなく氷結による摺動部での摩擦力の増大をな
くすことができる。ディスプレーサ400を構成するガ
ラスエポキシは高分子材料であるためコーティングを施
されていない帯状体410以外のディスプレーサ400
の外周面が直接シリンダと触れた場合でも擦れによる摩
擦熱の発生を少なくすることができる。従って突出部分
離型ディスプレーサ420の動きがスムーズになり、例
えば従来と同様の綿布入のフェノール樹脂製のディスプ
レーサ13、22に比べ摺動部の接触部分の摩擦・摩耗
特性を良くすることができる。更に、シール部のリーク
をなくすことができる。
Since the displacer 400 of the protruding-separation-type displacer 420 is made of glass epoxy and does not absorb moisture, there is no moisture released from the displacer 400 and the increase in frictional force at the sliding portion due to freezing is eliminated. You can Since the glass epoxy constituting the displacer 400 is a polymer material, the displacer 400 other than the uncoated strip 410 is formed.
Even if the outer peripheral surface of the slab directly contacts the cylinder, it is possible to reduce the generation of friction heat due to rubbing. Therefore, the displacer-type displacer 420 can move smoothly, and the friction and wear characteristics of the contact portion of the sliding portion can be improved as compared with the conventional displacers 13 and 22 made of phenol resin containing cotton cloth. Further, it is possible to eliminate the leak at the seal portion.

【0130】この実施の形態では、帯状体410に低温
時の摩擦・磨耗特性に優れた超高分子量ポリエチレン製
を用いたが、超高分子量ポリエチレン製に限られるもの
ではなく、例えば低摩擦係数を有する充填材入りの3フ
ッ化樹脂や4フッ化樹脂等でも良い。又、ディスプレー
サ400の外周面部に設けられた環状溝400aを形成
する凹部400bの底部の表面の形状は外周面と段付き
の同心円状の円筒状の表面に限られるものではなく、例
えば凹凸形状やローレット目状や円筒状表面に平面部を
設けた形状等でも良い。
In this embodiment, the belt 410 is made of ultra-high molecular weight polyethylene which is excellent in friction and wear characteristics at low temperature. However, it is not limited to ultra-high molecular weight polyethylene. It may be a filler-containing trifluoride resin, tetrafluoride resin, or the like. Further, the shape of the bottom surface of the recess 400b forming the annular groove 400a provided on the outer peripheral surface of the displacer 400 is not limited to the concentric circular cylindrical surface with the outer peripheral surface, and for example, an uneven shape or A knurled shape or a shape in which a flat surface portion is provided on a cylindrical surface may be used.

【0131】又、上記ではギフォード・マクマホン冷凍
機に用いるものについて述べたが、その他の冷凍サイク
ル、例えばスターリング冷凍機やビルマイヤー冷凍機、
クロード冷凍機、ソルベー冷凍機にも使用できる。また
2段式冷凍機に用いるものについて述べたが、単段式や
3段式以上の冷凍機にも使用できる。
Although the above description has been made for the Gifford-McMahon refrigerator, other refrigerating cycles such as a Stirling refrigerator and a Bilmeier refrigerator,
It can also be used for Claude refrigerators and Solvay refrigerators. Also, although the one used for the two-stage refrigerator has been described, it can be used for a single-stage refrigerator or a three-stage refrigerator or more.

【0132】発明の実施の形態12 この発明の他の実施の形態である突出部分離型ディスプ
レーサ420の製造方法の一例を図12を参照しながら
説明する。最初にディスプレーサ400の外周面部に設
けられた上下の環状溝を形成する凹部400aを機械加
工する。帯状体410に使用される高分子材料は柔らか
く、薄くすると加工精度がでないため、機械加工しろを
残した厚肉の帯状体410を作る。内径はディスプレー
サ400の環状溝を形成する凹部400aの外径より小
さめにする。これを熱湯等で膨張させ、内径部がディス
プレーサ400の直径より大きくなってからディスプレ
ーサ400の外周面部に設けられた環状溝を形成する凹
部400aに挿入する。帯状体410全体がほぼ均一に
常温になると、帯状体410は所定の残留応力による締
まりばめによってディスプレーサ400の環状溝を形成
する凹部400aに強固に装着される。次に厚肉でディ
スプレーサ400の環状溝を形成する凹部400aに強
固に装着された帯状体410を機械加工装置に取り付
け、帯状体410の外径DDを所定の寸法に機械加工す
る。
Twelfth Embodiment of the Invention An example of a method of manufacturing a protrusion-separated displacer 420 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, the recess 400a that forms the upper and lower annular grooves provided on the outer peripheral surface of the displacer 400 is machined. Since the polymeric material used for the band-shaped body 410 is soft and has low processing accuracy when it is thin, a thick-walled band-shaped body 410 with a machining margin left is made. The inner diameter is made smaller than the outer diameter of the recess 400a forming the annular groove of the displacer 400. This is expanded with hot water or the like, and after the inner diameter becomes larger than the diameter of the displacer 400, it is inserted into the recess 400a forming the annular groove provided on the outer peripheral surface of the displacer 400. When the entire band-shaped body 410 becomes almost uniformly at room temperature, the band-shaped body 410 is firmly attached to the recess 400a forming the annular groove of the displacer 400 by an interference fit due to a predetermined residual stress. Next, the thick band-shaped body 410, which is firmly mounted in the recess 400a forming the annular groove of the displacer 400, is attached to a machining apparatus, and the outer diameter DD of the band-shaped body 410 is machined to a predetermined size.

【0133】上記の製造方法により、帯状体410は帯
状体410の内周面410bとディスプレーサ400の
環状溝400aを形成する凹部400bとは残留応力に
よる締まりばめによってディスプレーサ400の上下の
環状溝400aを形成する凹部400bに強固に装着さ
れているので、特別な接着手段を講じる必要なく固定す
ることができると共に軸方向にずれることがないことに
加え、長時間運転した後のメンテナンスでは、帯状体4
10を交換することでディスプレーサ400の再利用が
可能となり安価にすることができ、省資源にも役立つ。
又、帯状体410が強固に固定されるので、高精度に機
械加工ができるため、帯状体410の薄肉加工も容易に
でき、シリンダと突出部である帯状体410間の隙間を
小さくすることができる。例えば厚さ200マイクロメ
ートルの帯状体410を使用すれば、70Kまで冷却さ
れた際の収縮量は8マイクロメートル程度でシリンダと
突出部である帯状体410間の隙間(50マイクロメー
トル)に及ぼす影響は少なく作動流体の対流の発生を防
止することができる。又、シリンダと突出部分離型ディ
スプレーサ420の突出部である超高分子量ポリエチレ
ン製の帯状体410の外周面410aの間の接触部分の
摩耗特性はシリンダと従来と同様の綿布入のフェノール
樹脂製のディスプレーサの突出部の間の接触部分の摩耗
特性に比べて、1/150にすることができ、更に摩擦
係数Kも1/5〜1/2.5程にすることができるの
で、これにより突出部分離型ディスプレーサ420の動
きがスムーズになり、例えば従来と同様の綿布入のフェ
ノール樹脂製のディスプレーサ13、22に比べ摺動部
の接触部分の摩擦・摩耗特性を良くすることができる。
By the manufacturing method described above, the strip 410 has an inner peripheral surface 410b of the strip 410 and the recess 400b forming the annular groove 400a of the displacer 400 by interference fit due to residual stress. Since it is firmly attached to the concave portion 400b that forms the groove, it can be fixed without the need for any special bonding means and is not displaced in the axial direction. Four
By replacing 10, the displacer 400 can be reused and can be made inexpensive, which is also useful for resource saving.
Further, since the band-shaped body 410 is firmly fixed, it can be machined with high accuracy, so that the band-shaped body 410 can be easily thin-walled, and the gap between the cylinder and the band-shaped body 410 serving as the protruding portion can be reduced. it can. For example, if the band 410 having a thickness of 200 μm is used, the amount of shrinkage when cooled to 70 K is about 8 μm and the influence on the gap (50 μm) between the cylinder and the band 410 as the protrusion. It is possible to prevent the occurrence of working fluid convection. In addition, the wear characteristics of the contact portion between the cylinder and the outer peripheral surface 410a of the strip 410 made of ultra-high molecular weight polyethylene, which is the protrusion of the protrusion-separated displacer 420, are the same as those of the cylinder and the conventional cotton cloth-filled phenol resin. Compared with the wear characteristics of the contact portion between the displacer protrusions, it can be 1/150, and the friction coefficient K can also be about 1/5 to 1 / 2.5. The movement of the part-separated displacer 420 becomes smooth, and the friction and wear characteristics of the contact part of the sliding part can be improved as compared with, for example, the displacers 13 and 22 made of phenolic resin containing cotton cloth as in the conventional case.

【0134】又、突出部分離型ディスプレーサ420の
ディスプレーサ400はガラスエポキシ製で形成されて
いるため、吸湿しないのでディスプレーサ400からの
放出水分がなく氷結による摺動部での摩擦力の増大をな
くすことができる。ディスプレーサ400を構成するガ
ラスエポキシは高分子材料であるためコーティングを施
されていない帯状体410以外のディスプレーサ400
の外周面が直接シリンダと触れた場合でも擦れによる摩
擦熱の発生を少なくすることができる。従って突出部分
離型ディスプレーサ420の動きがスムーズになり、例
えば従来と同様の綿布入のフェノール樹脂製のディスプ
レーサ13、22に比べ摺動部の接触部分の摩擦・摩耗
特性を良くすることができる。更に、シール部のリーク
をなくすことができる。
Further, since the displacer 400 of the protruding-separation-type displacer 420 is made of glass epoxy and does not absorb moisture, there is no moisture released from the displacer 400 and an increase in frictional force at the sliding portion due to freezing is eliminated. You can Since the glass epoxy constituting the displacer 400 is a polymer material, the displacer 400 other than the uncoated strip 410 is formed.
Even if the outer peripheral surface of the slab directly contacts the cylinder, it is possible to reduce the generation of friction heat due to rubbing. Therefore, the displacer-type displacer 420 can move smoothly, and the friction and wear characteristics of the contact portion of the sliding portion can be improved as compared with the conventional displacers 13 and 22 made of phenol resin containing cotton cloth. Further, it is possible to eliminate the leak at the seal portion.

【0135】この実施の形態では、帯状体410に低温
時の摩擦・磨耗特性に優れた超高分子量ポリエチレン製
を用いたが、超高分子量ポリエチレン製に限られるもの
ではなく、例えば低摩擦係数を有する充填材入りの3フ
ッ化樹脂や4フッ化樹脂等でも良い。又、ディスプレー
サ400の外周面部に設けられた環状溝400aを形成
する凹部400bの底部の表面の形状は外周面と段付き
の同心円状の円筒状の表面に限られるものではなく、例
えば凹凸形状やローレット目状や円筒状表面に平面部を
設けた形状等でも良い。又、帯状体410の加工を切削
による機械加工で実施したが、研磨等でも良い。
In this embodiment, the belt 410 is made of ultra-high molecular weight polyethylene excellent in friction and wear characteristics at low temperature. However, it is not limited to ultra-high molecular weight polyethylene, and for example, a low friction coefficient is used. It may be a filler-containing trifluoride resin, tetrafluoride resin, or the like. Further, the shape of the bottom surface of the recess 400b forming the annular groove 400a provided on the outer peripheral surface of the displacer 400 is not limited to the concentric circular cylindrical surface with the outer peripheral surface, and for example, an uneven shape or A knurled shape or a shape in which a flat surface portion is provided on a cylindrical surface may be used. Further, although the band-shaped body 410 is machined by cutting, it may be polished.

【0136】[0136]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1に記
載の極低温冷凍機によれば、複数の冷却装置と連結装置
と接続装置とを有する極低温冷凍機であって、冷却装置
は、シリンダとこのシリンダ内に配設されたディスプレ
ーサとを有するものであり、連結装置は、第1の継ぎ手
部材と第1の軸部材と第2の継ぎ手部材と第2の軸部材
と中間部材とを有するものであって、第1の継ぎ手部材
と中間部材とは第1の軸部材により第1の継ぎ手部材と
第1の軸部材とにまたは第1の軸部材と中間部材とに設
けられた第1の軸方向摺動部及び第1の継ぎ手部材と第
1の軸部材とにまたは第1の軸部材と中間部材とに設け
られた第1の周方向摺動部を介して連結され、第2の継
ぎ手部材と中間部材とは第1の軸部材と所定間隔を設け
て交差配設された第2の軸部材により第2の継ぎ手部材
と第2の軸部材とにまたは第2の軸部材と中間部材とに
設けられた第2の軸方向摺動部及び第2の継ぎ手部材と
第2の軸部材とにまたは第2の軸部材と中間部材とに設
けられた第2の周方向摺動部を介して連結され、第1の
軸方向摺動部は中間部材が第1の継ぎ手部材に対して第
1の軸部材の軸方向に移動しうるように中間部材が第2
の軸部材から受ける第1の軸部材の軸方向の力により第
1の軸方向摺動部に発生する偶力が第1の軸方向摺動部
に発生する摩擦力以下になるようにされ、第1の周方向
摺動部は中間部材が第1の継ぎ手部材に対して第1の軸
部材の軸と直交する方向に回動しうるようにされ、第2
の軸方向摺動部は中間部材が第2の継ぎ手部材に対して
第2の軸部材の軸方向に移動しうるように中間部材が第
1の軸部材から受ける第2の軸部材の軸方向の力により
第2の軸方向摺動部に発生する偶力が第2の軸方向摺動
部に発生する摩擦力以下になるようにされたものであ
り、複数の冷却装置は各シリンダがその軸がほぼ同一軸
上にあるようにして固定され、各ディスプレーサは連結
装置の第1及び第2の継ぎ手部材が第1及び第2の軸部
材の軸方向が往復運動の方向と交差するようにして各デ
ィスプレーサにそれぞれに固着されることにより連結さ
れ、ディスプレーサの一方が接続装置を介して駆動軸に
接続されて各ディスプレーサが各シリンダ内にて往復運
動して作動流体を移動させるものとしたので、連結装置
が円滑に動き各ディスプレーサの往復運動方向の軸心が
ずれたり傾いたりしていてもディスプレーサの往復運動
における摩擦熱の発生が少なくなるので、冷凍能力の低
下を防止でき、又冷却性能が安定する。
As described above, according to the cryogenic refrigerator described in claim 1 of the present invention, it is a cryogenic refrigerator having a plurality of cooling devices, a connecting device, and a connecting device. Includes a cylinder and a displacer disposed in the cylinder, and the connecting device includes a first joint member, a first shaft member, a second joint member, a second shaft member, and an intermediate member. And the first joint member and the intermediate member are provided on the first joint member and the first shaft member by the first shaft member or on the first shaft member and the intermediate member. A first axial sliding portion and a first joint member and a first shaft member, or a first circumferential sliding portion provided on the first shaft member and the intermediate member. , The second joint member and the intermediate member are arranged to intersect with the first shaft member at a predetermined interval. A second axial slide provided on the second joint member and the second shaft member by the second shaft member or on the second shaft member and the intermediate member, and the second joint member and the second joint member. The first axial sliding portion is connected to the shaft member or the second shaft member and the intermediate member via a second circumferential sliding portion, and the intermediate member is the first joint member. On the other hand, the second intermediate member is provided so as to move in the axial direction of the first axial member.
The couple force generated in the first axial sliding portion by the axial force of the first shaft member received from the shaft member is less than or equal to the frictional force generated in the first axial sliding portion, The first circumferential sliding portion is configured such that the intermediate member can rotate relative to the first joint member in a direction orthogonal to the axis of the first shaft member, and
The axial sliding portion of the second shaft member is received by the intermediate member from the first shaft member so that the intermediate member can move in the axial direction of the second shaft member with respect to the second joint member. Is set so that the couple force generated in the second axial sliding portion by the force of is less than or equal to the frictional force generated in the second axial sliding portion. The axes are fixed such that they are substantially co-axial, and each displacer is such that the first and second joint members of the coupling device have the axial directions of the first and second shaft members intersecting the direction of reciprocating movement. Since each of the displacers is connected to the drive shaft through the connecting device so that each displacer reciprocates in each cylinder to move the working fluid. , The connecting device moves smoothly Because also it is or inclined displacement reciprocating direction of the axis of the placer generation of frictional heat in the reciprocating motion of the displacer decreases, prevents a reduction in refrigeration capacity, and cooling performance is stabilized.

【0137】この発明の請求項2に記載の極低温冷凍機
によれば、第1の軸部材と第2の軸部材とが接触しない
ように微小な所定の間隔を設けて中間部材に連結された
ものとしたので、第1の軸方向摺動部と第2の軸方向摺
動部に発生する偶力が小さくなり中間部材が第1の軸部
材と第2の軸部材から受ける第1の軸部材と第2の軸部
材の軸方向の力の大きさに関係なく連結装置が円滑に動
くことに加え連結装置の長さが短くなって熱の侵入を少
なくすることができるので、冷凍能力の低下を防止で
き、又冷却性能が安定する。
According to the cryogenic refrigerator described in claim 2 of the present invention, the cryogenic refrigerator is connected to the intermediate member with a minute predetermined interval so that the first shaft member and the second shaft member do not come into contact with each other. Since the coupling force generated in the first axial direction sliding portion and the second axial direction sliding portion is reduced, the intermediate member receives the first axial member and the second axial member from the first axial member. In addition to the smooth movement of the coupling device regardless of the magnitude of the axial force of the shaft member and the second shaft member, the length of the coupling device can be shortened to reduce the intrusion of heat. Can be prevented, and the cooling performance is stable.

【0138】この発明の請求項3に記載の極低温冷凍機
によれば、第1及び第2の軸方向摺動部が第1の軸部材
と中間部材とに及び第2の軸部材と中間部材とにそれぞ
れ設けられたものとしたので、連結装置が円滑に動き各
ディスプレーサの往復運動方向の軸心がずれたり傾いた
りしていてもディスプレーサの往復運動における摩擦熱
の発生が少なくなるので、冷凍能力の低下を防止でき、
又冷却性能が安定する。
According to the cryogenic refrigerator of the third aspect of the present invention, the first and second axial sliding portions are provided on the first shaft member and the intermediate member and between the second shaft member and the intermediate member. Since it is provided on each of the members, even if the coupling device moves smoothly and the axis of the reciprocating motion of each displacer is deviated or tilted, frictional heat is less generated in the reciprocating motion of the displacer. It is possible to prevent the deterioration of the refrigeration capacity,
In addition, the cooling performance is stable.

【0139】この発明の請求項4に記載の極低温冷凍機
によれば、第1及び第2の軸部材が円筒状の同じ寸法の
同じ材料の丸棒軸部材で形成されたものであって中間部
材にそれぞれ設けられた円筒状の貫通孔部に貫通されて
丸棒部材と貫通孔部とがそれぞれ第1の軸方向摺動部兼
第1の周方向摺動部及び第2の軸方向摺動部兼第2の周
方向摺動部とされたものであり、次の条件式 D1>2×K1×(L−(Dp1)/2) ここに、D1 :中間部材の貫通孔部の長さ K1 :第1の軸部材と中間部材の貫通孔との摩擦係数 L :第1の軸部材と第2の軸部材との軸間距離 Dp1:第1の軸部材の直径 をみたすものとしたので、連結装置が円滑に動き各ディ
スプレーサの往復運動方向の軸心がずれたり傾いたりし
ていてもディスプレーサの往復運動における摩擦熱の発
生が少なくなるので、冷凍能力の低下を防止でき、又冷
却性能が安定する。
According to the cryogenic refrigerator of claim 4 of the present invention, the first and second shaft members are formed of cylindrical round bar shaft members of the same material and having the same size. The round bar member and the through-hole are penetrated by the cylindrical through-holes respectively provided in the intermediate member, and the round bar member and the through-hole are respectively the first axial sliding portion and the first circumferential sliding portion and the second axial direction. It is a sliding portion and a second circumferential sliding portion, and the following conditional expression D1> 2 × K1 × (L− (Dp1) / 2) is used, where D1: is the through-hole portion of the intermediate member. Length K1: Friction coefficient between the first shaft member and the through hole of the intermediate member L: Distance between the shafts of the first shaft member and the second shaft member Dp1: The diameter of the first shaft member is satisfied. As a result, the displacer reciprocates even if the connecting device moves smoothly and the axis of the displacer reciprocating direction is misaligned or tilted. Since generation of definitive frictional heat is reduced, it is possible to prevent a drop in refrigeration capacity, and cooling performance is stabilized.

【0140】この発明の請求項5に記載の極低温冷凍機
によれば、第1及び第2の軸部材は金属で形成され、中
間部材は高分子材料で形成されたものとしたので、連結
装置が円滑に動き各ディスプレーサの往復運動方向の軸
心がずれたり傾いたりしていてもディスプレーサの往復
運動における摩擦熱の発生が少なくなるので、冷凍能力
の低下を防止でき、又冷却性能が安定する。
According to the cryogenic refrigerator of claim 5 of the present invention, the first and second shaft members are made of metal, and the intermediate member is made of a polymeric material. Even if the device moves smoothly and the axis of the reciprocating motion of each displacer is deviated or tilted, frictional heat is less generated during the reciprocating motion of the displacer, so it is possible to prevent the refrigeration capacity from decreasing and to stabilize the cooling performance. To do.

【0141】この発明の請求項6に記載の極低温冷凍機
によれば、第1及び第2の軸方向摺動部において摺動す
る両部材の各摺動部の少なくとも一方は金属に対する摩
擦係数がフェノール樹脂よりも低い高分子材料にて形成
されたものとしたので、摺動部における摩擦熱の発生が
少なくなるので、冷凍能力の低下を防止でき、又冷却性
能が安定する。
According to the cryogenic refrigerator of claim 6 of the present invention, at least one of the sliding parts of both members sliding in the first and second axial sliding parts has a coefficient of friction with respect to metal. Since it is made of a polymer material lower than that of the phenol resin, frictional heat is less likely to be generated in the sliding portion, so that the refrigerating capacity can be prevented from lowering and the cooling performance can be stabilized.

【0142】この発明の請求項7に記載の極低温冷凍機
によれば、高分子材料がポリイミド樹脂であるものとし
たので、摺動部における摩擦熱の発生が少なくなるの
で、冷凍能力の低下を防止でき、又冷却性能が安定す
る。
In the cryogenic refrigerator according to claim 7 of the present invention, since the polymer material is the polyimide resin, frictional heat is less generated in the sliding portion, so that the refrigerating capacity is lowered. Can be prevented and the cooling performance is stable.

【0143】この発明の請求項8に記載の極低温冷凍機
によれば、両部材の摺動部が高分子材料のコーティング
層にて形成されたものとしたので、従来の材料にコーテ
ィング層を施して使用できるため安価にすることができ
る。
According to the cryogenic refrigerator described in claim 8 of the present invention, the sliding portions of both members are formed of the coating layer of the polymeric material. It can be applied and used at a low cost.

【0144】この発明の請求項9に記載の極低温冷凍機
によれば、両部材の摺動部が高分子材料のスリーブにて
形成されたものとしたので、従来の材料にスリーブを施
して使用できるため安価にすることができる。
According to the cryogenic refrigerator described in claim 9 of the present invention, since the sliding portions of both members are formed by the sleeve of the polymeric material, the conventional material is sleeved. Since it can be used, it can be made inexpensive.

【0145】この発明の請求項10に記載の極低温冷凍
機によれば、接続装置が、ディスプレーサの端部に設け
られ開口部を有する収容部及び開口部近傍に設けられた
金属製の掛止部材と、金属に対する摩擦係数がフェノー
ル樹脂よりも低い高分子材料にてそれぞれ形成された第
1と第2の当接摺動部を有し収容部にディスプレーサの
往復運動方向及びこれと直角方向に移動可能に収容され
るとともに掛止部材により収容部から抜け出ないように
第1の当接摺動部が掛止される拡大部とを有するもので
あり、拡大部が駆動軸に固設され、駆動軸の往復運動に
より拡大部の第1及び第2の当接摺動部が収容部及び掛
止部に交互に当接してディスプレーサを往復運動させる
ものとしたので、接続装置が円滑に動きディスプレーサ
と駆動軸との往復運動方向の軸心がずれたり傾いたりし
ていてもディスプレーサの往復運動における摩擦熱の発
生が少なくなるので、冷凍能力の低下を防止でき、又冷
却性能が安定する。
According to the cryogenic refrigerator of the tenth aspect of the present invention, the connecting device is provided with a connecting device which is provided at an end of the displacer and has an opening and a metal hook provided near the opening. The member and the first and second abutting and sliding portions respectively formed of a polymer material having a friction coefficient with respect to metal lower than that of phenol resin are provided in the accommodating portion in the reciprocating direction of the displacer and the direction perpendicular thereto. An enlarged portion that is movably accommodated and has a first contact sliding portion that is retained by a retaining member so as not to slip out of the accommodation portion, and the enlarged portion is fixed to the drive shaft. By the reciprocating motion of the drive shaft, the first and second contact sliding parts of the enlarged part alternately contact the accommodating part and the latching part to reciprocate the displacer, so that the connecting device moves smoothly. To and from the drive shaft Since the generation of frictional heat in the reciprocating motion of the displacer also be or inclined shift movement direction of the axis is reduced, it is possible to prevent a drop in refrigeration capacity, and cooling performance is stabilized.

【0146】この発明の請求項11に記載の極低温冷凍
機によれば、第1と第2の当接摺動部が高分子材料で形
成されたものとしたので、接続装置が円滑に動きディス
プレーサと駆動軸との往復運動方向の軸心がずれたり傾
いたりしていてもディスプレーサの往復運動における摩
擦熱の発生が少なくなるので、冷凍能力の低下を防止で
き、又冷却性能が安定する。
According to the eleventh aspect of the cryogenic refrigerator of the present invention, since the first and second contact sliding portions are made of the polymer material, the connecting device moves smoothly. Even if the axis of the reciprocating motion between the displacer and the drive shaft is deviated or tilted, frictional heat is less generated in the reciprocating motion of the displacer, so that the refrigerating capacity can be prevented from lowering and the cooling performance can be stabilized.

【0147】この発明の請求項12に記載の極低温冷凍
機によれば、シリンダとディスプレーサとを有する冷却
装置を設けた極低温冷凍機であって、ディスプレーサ
は、その外周部に軸方向に所定の間隔をおいて設けられ
周方向の環状溝を形成する複数の凹部と、凹部から突出
するようにして複数の凹部にそれぞれ締まり嵌め状態で
嵌合された帯状体とを有するものであり、ディスプレー
サはシリンダ内に配設され駆動軸に接続されてシリンダ
内にて往復運動して帯状体がシリンダと摺動し作動流体
を移動させるものとしたので、摺動部である帯状体の材
料をディスプレーサの材料に限定されずに自由に選択で
きるため安価にすることができることに加え帯状体の取
り外しができ摺動部が磨耗したら帯状体を交換できるこ
とによりディスプレーサは容易に再利用できるため安価
にすることができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, there is provided a cryogenic refrigerator provided with a cooling device having a cylinder and a displacer, wherein the displacer has a predetermined axial direction on its outer peripheral portion. The displacer includes a plurality of recesses that are provided at intervals to form an annular groove in the circumferential direction, and a strip-shaped body that projects from the recesses and is fitted into each of the recesses in an interference fit state. Is arranged in the cylinder, connected to the drive shaft, and reciprocates in the cylinder so that the belt-like body slides on the cylinder to move the working fluid. The material can be freely selected without being limited to the material of the above, and it is possible to reduce the cost. In addition, the belt can be removed and the belt can be replaced when the sliding part is worn. The difference may be less expensive because you can easily re-use.

【0148】この発明の請求項13に記載の極低温冷凍
機によれば、帯状体が高分子材料によって形成されたも
のとしたので、低温時における摩擦・磨耗特性がフェノ
ール樹脂よりも低い高分子材料の帯状体を使用すること
ができることによりディスプレーサの往復運動における
摩擦熱の発生が少なくなるので、冷凍能力の低下を防止
でき、又冷却性能が安定する。
According to the thirteenth aspect of the cryogenic refrigerator of the present invention, since the band-shaped body is made of the polymer material, the polymer having friction and wear characteristics at a low temperature lower than that of the phenol resin. The use of the strip of material reduces the generation of frictional heat during the reciprocating motion of the displacer, so that the refrigerating capacity can be prevented from lowering and the cooling performance can be stabilized.

【0149】この発明の請求項14に記載の極低温冷凍
機によれば、高分子材料が超高分子量ポリエチレンであ
るものとしたので、ディスプレーサの往復運動における
摩擦熱の発生が少なくなるので、冷凍能力の低下を防止
でき、又冷却性能が安定する。
In the cryogenic refrigerator according to the fourteenth aspect of the present invention, since the polymer material is ultra-high molecular weight polyethylene, the generation of frictional heat during the reciprocating motion of the displacer is reduced, so that the refrigerator is frozen. It is possible to prevent the decrease in capacity and stabilize the cooling performance.

【0150】この発明の請求項15に記載の極低温冷凍
機によれば、ディスプレーサがガラスエポキシであるも
のとしたので、フェノール樹脂のディスプレーサに比べ
ディスプレーサからの放出水分がなく氷結による摩擦力
の増大をなくすことができるとともにディスプレーサの
外周面が直接シリンダに触れた場合でも擦れによる摩擦
熱の発生を少なくすることができる。
In the cryogenic refrigerator according to the fifteenth aspect of the present invention, since the displacer is made of glass epoxy, the displacer does not release water as compared with the displacer of phenol resin, and the frictional force due to freezing increases. In addition, it is possible to eliminate the occurrence of friction heat even when the outer peripheral surface of the displacer directly contacts the cylinder.

【0151】この発明の請求項16に記載の極低温冷凍
機の製造方法によれば、外径部に加工代を設けた加工前
帯状体をディスプレーサの凹部に締まり嵌めにて嵌合さ
せたのち、加工前帯状体を加工して所定の外径寸法を有
する帯状体とする製造方法としたので、高精度に帯状体
を加工することができディスプレーサとシリンダとの隙
間を小さくすることができるため作動流体の対流の発生
を防止することができるので、冷凍能力の低下を防止で
き、冷却性能が安定する。
According to the method of manufacturing a cryogenic refrigerator according to claim 16 of the present invention, after the unprocessed belt-shaped body having the machining allowance provided on the outer diameter portion is fitted into the recess of the displacer by an interference fit. Since the manufacturing method of processing the band-shaped body before processing into a band-shaped body having a predetermined outer diameter dimension, it is possible to process the band-shaped body with high accuracy and reduce the gap between the displacer and the cylinder. Since it is possible to prevent convection of the working fluid, it is possible to prevent deterioration of the refrigerating capacity and stabilize the cooling performance.

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

【図1】 この発明の実施の形態における動作原理を説
明するためのもので、2つのディスプレーサを連結する
連結装置の要部を示す説明用断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the principle of operation in an embodiment of the present invention, showing an essential part of a connecting device that connects two displacers.

【図2】 この発明の実施の一形態である連結装置の要
部を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a connecting device that is an embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の他の実施の形態である連結装置の
要部を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a coupling device according to another embodiment of the present invention.

【図4】 更に、この発明の他の実施の形態である連結
装置の要部を示すもので、(a)は連結装置の要部を示
す断面図、(b)は側面を示す断面図である。
4A and 4B show a main part of a connecting device according to another embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a sectional view showing a main part of the connecting device, and FIG. is there.

【図5】 更に、この発明の他の実施の形態である連結
装置の要部の部を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a main part of a connecting device according to another embodiment of the present invention.

【図6】 更に、この発明の他の実施の形態である連結
装置の要部を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a main part of a coupling device according to another embodiment of the present invention.

【図7】 更に、この発明の他の実施の形態である連結
装置の要部を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a main part of a coupling device according to another embodiment of the present invention.

【図8】 更に、この発明の他の実施の形態である連結
装置の要部の部を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a main part of a connecting device according to another embodiment of the present invention.

【図9】 更に、この発明の他の実施の形態である連結
装置の要部を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a main part of a connecting device according to another embodiment of the present invention.

【図10】 更に、この発明の他の実施の形態である連
結装置の要部を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a main part of a coupling device according to another embodiment of the present invention.

【図11】 更に、この発明の他の実施の形態である接
続装置の要部を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a main part of a connection device according to another embodiment of the present invention.

【図12】 更に、この発明の他の実施の形態である突
出部分離型ディスプレーサの要部を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a main part of a protrusion-separated displacer according to another embodiment of the present invention.

【図13】 従来のギフォード・マクマホンサイクルの
極低温冷凍機を示す構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a conventional Gifford-McMahon cycle cryogenic refrigerator.

【図14】 従来のギフォード・マクマホンサイクルの
極低温冷凍機の連結装置部の拡大図である。
FIG. 14 is an enlarged view of a connecting device portion of a conventional Gifford-McMahon cycle cryogenic refrigerator.

【図15】 従来のギフォード・マクマホンサイクルの
極低温冷凍機の接続装置部の拡大図である。
FIG. 15 is an enlarged view of a connection device section of a conventional Gifford-McMahon cycle cryogenic refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:作動流体、10:第1段シリンダ、11:上部ガス
空間室、12:第1段膨張室、13:第1段ディスプレ
ーサ、13b:内周壁部、14:第1段蓄冷器、20:
第2段シリンダ、21:第2段膨張室、22:第2段デ
ィスプレーサ、22b:内周壁部、23:第2段蓄冷
器、30:駆動用モータ、33:駆動軸、100:接続
片、100c:内周壁部、100d:内周壁部、10
1:接続ピン、101a:接触部、101b:接触部、
102:接続ピン、102a:接触部、102b:接触
部、104:連結装置、105:接続片、105c:内
周壁部、105d:内周壁部、108:連結装置、11
1:接続片、111c:内周壁部、111d:内周壁
部、112:第2段ディスプレーサ、112b:内周壁
部、114:連結装置、115:接続片、115c:内
周壁部、115d:内周壁部、116:コーティング
層、117:コーティング層、118:第2段ディスプ
レーサ、118b:内周壁部、119:切り欠き部、1
20:連結装置、125:接続片、125c:内周壁
部、125d:内周壁部、126:スリーブ、127:
スリーブ、128:連結装置、140:連結装置、14
1:接続片、141c:内周壁部、141d:内周壁
部、142:接続ピン、142a:接触部、142b:
接触部、143:接続ピン、143a:接触部、143
b:接触部、144:接続ピン、144b:コーティン
グ層、144c:接触部、144d:接触部、145:
接続ピン、145b:コーティング層、145c:接触
部、145d:接触部、148:連結装置、154:接
続ピン、154b:スリーブ、154c:接触部、15
4d:接触部、155:接続ピン、155b:スリー
ブ、155c:接触部、155d:接触部、158:連
結装置、171:第1段ディスプレーサ、171b:内
周壁部、172:第2段ディスプレーサ、172b:内
周壁部、173:スリーブ、174:スリーブ、17
8:連結装置、191:第1段ディスプレーサ、191
b:内周壁部、192:第2段ディスプレーサ、192
b:内周壁部、193:コーティング層、194:コー
ティング層、198:連結装置、300:ナット止め
板、301:取り付けナット、302:ナット収容部、
302e:底部、303:滑り板、320:接続装置、
330:接続装置、400:ディスプレーサ、400
a:環状溝、400b:凹部、410:帯状体、410
a:外周面、410b:内周面、420:突出部分離型
ディスプレーサ、900:接続片、900c:内周壁
部、900d:内周壁部、901:接続ピン、901
a:接触部、901b:接触部、902:接続ピン、9
02a:接触部、902b:接触部、904:連結装
置、X:中心軸方向、Y:中心軸方向、DA:一辺の長
さ、DB:直径、DC:直径、DD:外径、Dp1:直
径、Dp2:直径、L:軸間距離。
1: Working fluid, 10: First stage cylinder, 11: Upper gas space chamber, 12: First stage expansion chamber, 13: First stage displacer, 13b: Inner peripheral wall portion, 14: First stage regenerator, 20:
2nd stage cylinder, 21: 2nd stage expansion chamber, 22: 2nd stage displacer, 22b: inner peripheral wall part, 23: 2nd stage regenerator, 30: drive motor, 33: drive shaft, 100: connecting piece, 100c: inner peripheral wall portion, 100d: inner peripheral wall portion, 10
1: connection pin, 101a: contact part, 101b: contact part,
102: connection pin, 102a: contact part, 102b: contact part, 104: connecting device, 105: connecting piece, 105c: inner peripheral wall part, 105d: inner peripheral wall part, 108: connecting device, 11
1: connection piece, 111c: inner peripheral wall portion, 111d: inner peripheral wall portion, 112: second stage displacer, 112b: inner peripheral wall portion, 114: connecting device, 115: connecting piece, 115c: inner peripheral wall portion, 115d: inner peripheral wall Part, 116: coating layer, 117: coating layer, 118: second stage displacer, 118b: inner peripheral wall part, 119: notch part, 1
20: coupling device, 125: connection piece, 125c: inner peripheral wall portion, 125d: inner peripheral wall portion, 126: sleeve, 127:
Sleeve, 128: coupling device, 140: coupling device, 14
1: connection piece, 141c: inner peripheral wall portion, 141d: inner peripheral wall portion, 142: connection pin, 142a: contact portion, 142b:
Contact part, 143: connection pin, 143a: contact part, 143
b: contact part, 144: connection pin, 144b: coating layer, 144c: contact part, 144d: contact part, 145:
Connection pin, 145b: coating layer, 145c: contact part, 145d: contact part, 148: coupling device, 154: connection pin, 154b: sleeve, 154c: contact part, 15
4d: contact part, 155: connection pin, 155b: sleeve, 155c: contact part, 155d: contact part, 158: coupling device, 171: first stage displacer, 171b: inner peripheral wall part, 172: second stage displacer, 172b. : Inner peripheral wall portion, 173: sleeve, 174: sleeve, 17
8: Connection device, 191: First stage displacer, 191
b: inner peripheral wall portion, 192: second stage displacer, 192
b: inner peripheral wall portion, 193: coating layer, 194: coating layer, 198: coupling device, 300: nut stop plate, 301: mounting nut, 302: nut accommodating portion,
302e: bottom part, 303: slide plate, 320: connection device,
330: Connection device, 400: Displacer, 400
a: annular groove, 400b: concave portion, 410: band-shaped body, 410
a: outer peripheral surface, 410b: inner peripheral surface, 420: protruding portion separation type displacer, 900: connecting piece, 900c: inner peripheral wall portion, 900d: inner peripheral wall portion, 901: connecting pin, 901
a: contact part, 901b: contact part, 902: connection pin, 9
02a: contact part, 902b: contact part, 904: coupling device, X: central axis direction, Y: central axis direction, DA: length of one side, DB: diameter, DC: diameter, DD: outer diameter, Dp1: diameter. , Dp2: diameter, L: distance between axes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長尾 政志 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−159828(JP,A) 特開 平2−140560(JP,A) 特開 昭64−49858(JP,A) 特開 平6−101923(JP,A) 特開 平6−323667(JP,A) 特開 平1−291069(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 9/14 530 F25B 9/14 510 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masashi Nagao 2-3-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (56) Reference JP-A-6-159828 (JP, A) JP-A-2 -140560 (JP, A) JP-A-64-49858 (JP, A) JP-A-6-101923 (JP, A) JP-A-6-323667 (JP, A) JP-A-1-291069 (JP, A) ) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F25B 9/14 530 F25B 9/14 510

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の冷却装置と連結装置と接続装置と
を有する極低温冷凍機であって、 上記冷却装置は、シリンダとこのシリンダ内に配設され
たディスプレーサとを有するものであり、 上記連結装置は、第1の継ぎ手部材と第1の軸部材と第
2の継ぎ手部材と第2の軸部材と中間部材とを有するも
のであって、 上記第1の継ぎ手部材と上記中間部材とは上記第1の軸
部材により上記第1の継ぎ手部材と上記第1の軸部材と
にまたは上記第1の軸部材と上記中間部材とに設けられ
た第1の軸方向摺動部及び上記第1の継ぎ手部材と上記
第1の軸部材とにまたは上記第1の軸部材と上記中間部
材とに設けられた第1の周方向摺動部を介して連結さ
れ、 上記第2の継ぎ手部材と上記中間部材とは上記第1の軸
部材と所定間隔を設けて交差配設された上記第2の軸部
材により上記第2の継ぎ手部材と上記第2の軸部材とに
または上記第2の軸部材と上記中間部材とに設けられた
第2の軸方向摺動部及び上記第2の継ぎ手部材と上記第
2の軸部材とにまたは上記第2の軸部材と上記中間部材
とに設けられた第2の周方向摺動部を介して連結され、 上記第1の軸方向摺動部は上記中間部材が上記第1の継
ぎ手部材に対して上記第1の軸部材の軸方向に移動しう
るように上記中間部材が上記第2の軸部材から受ける上
記第1の軸部材の軸方向の力により上記第1の軸方向摺
動部に発生する偶力が上記第1の軸方向摺動部に発生す
る摩擦力以下になるようにされ、 上記第1の周方向摺動部は上記中間部材が上記第1の継
ぎ手部材に対して上記第1の軸部材の軸と直交する方向
に回動しうるようにされ、 上記第2の軸方向摺動部は上記中間部材が上記第2の継
ぎ手部材に対して上記第2の軸部材の軸方向に移動しう
るように上記中間部材が上記第1の軸部材から受ける上
記第2の軸部材の軸方向の力により上記第2の軸方向摺
動部に発生する偶力が上記第2の軸方向摺動部に発生す
る摩擦力以下になるようにされたものであり、 複数の上記冷却装置は各シリンダがその軸がほぼ同一軸
上にあるようにして固定され、上記各ディスプレーサは
上記連結装置の上記第1及び第2の継ぎ手部材が上記第
1及び第2の軸部材の軸方向が上記往復運動の方向と交
差するようにして上記各ディスプレーサにそれぞれに固
着されることにより連結され、上記ディスプレーサの一
方が上記接続装置を介して駆動軸に接続されて上記各デ
ィスプレーサが各シリンダ内にて往復運動して作動流体
を移動させる極低温冷凍機。
1. A cryogenic refrigerator having a plurality of cooling devices, a connecting device, and a connecting device, wherein the cooling device has a cylinder and a displacer disposed in the cylinder. The coupling device includes a first joint member, a first shaft member, a second joint member, a second shaft member, and an intermediate member, and the first joint member and the intermediate member are A first axial sliding portion provided on the first joint member and the first shaft member by the first shaft member, or on the first shaft member and the intermediate member, and the first shaft member. The joint member and the first shaft member, or the first shaft member and the intermediate member via a first circumferential sliding portion, and the second joint member and the second joint member. The intermediate member is disposed so as to intersect the first shaft member at a predetermined interval. And a second axial sliding portion provided on the second joint member and the second shaft member or on the second shaft member and the intermediate member by the second shaft member and the second shaft member. Two joint members and the second shaft member, or the second shaft member and the intermediate member through a second circumferential sliding portion, and the first axial sliding member. The moving portion of the first shaft member receives the intermediate member from the second shaft member so that the intermediate member can move in the axial direction of the first shaft member with respect to the first joint member. The couple force generated in the first axial sliding portion by the axial force is set to be equal to or less than the frictional force generated in the first axial sliding portion, and the first circumferential sliding portion is Is arranged so that the intermediate member can rotate with respect to the first joint member in a direction orthogonal to the axis of the first shaft member. In the second axial sliding portion, the intermediate member is the first axial member so that the intermediate member can move in the axial direction of the second axial member with respect to the second joint member. The couple force generated by the axial force of the second shaft member received from the second axial sliding portion is set to be equal to or less than the frictional force generated by the second axial sliding portion. A plurality of the cooling devices are fixed such that the cylinders of the cylinders are substantially co-axial, and the displacers are the first and second joint members of the coupling device. The second shaft member is connected by being fixed to each of the displacers such that the axial direction of the second shaft member intersects the direction of the reciprocating motion, and one of the displacers is connected to the drive shaft via the connecting device. The above displacers are Cryogenic refrigerator that reciprocates in the binder to move the working fluid.
【請求項2】 第1の軸部材と第2の軸部材とは接触し
ないように微小な所定の間隔を設けて中間部材に連結さ
れたものであることを特徴とする請求項1記載の極低温
冷凍機。
2. The pole according to claim 1, wherein the first shaft member and the second shaft member are connected to the intermediate member at a minute predetermined distance so as not to come into contact with each other. Low temperature refrigerator.
【請求項3】 第1及び第2の軸方向摺動部は第1の軸
部材と中間部材とに及び第2の軸部材と中間部材とにそ
れぞれ設けられたものあることを特徴とする請求項2記
載の極低温冷凍機。
3. The first and second axial sliding portions are provided on the first shaft member and the intermediate member, and on the second shaft member and the intermediate member, respectively. Item 2. The cryogenic refrigerator according to item 2.
【請求項4】 第1及び第2の軸部材は円筒状の同じ寸
法の同じ材料の丸棒軸部材で形成されたものであって中
間部材にそれぞれ設けられた円筒状の貫通孔部に貫通さ
れて上記丸棒部材と上記貫通孔部とがそれぞれ第1の軸
方向摺動部兼第1の周方向摺動部及び第2の軸方向摺動
部兼第2の周方向摺動部とされたものであり、次の条件
式 D1>2×K1×(L−(Dp1)/2) ここに、D1 :中間部材の貫通孔部の長さ K1 :第1の軸部材と中間部材の貫通孔との摩擦係数 L :第1の軸部材と第2の軸部材との軸間距離 Dp1:第1の軸部材の直径 をみたすものであることを特徴とする請求項3記載の極
低温冷凍機。
4. The first and second shaft members are formed by cylindrical rod members made of the same material and having the same dimensions, and penetrate the cylindrical through holes provided in the intermediate member. Thus, the round bar member and the through-hole portion serve as a first axial sliding portion / first circumferential sliding portion and a second axial sliding portion / second circumferential sliding portion, respectively. And the following conditional expression D1> 2 × K1 × (L− (Dp1) / 2), where D1: the length K1 of the through hole portion of the intermediate member: the first shaft member and the intermediate member. 4. The cryogenic temperature according to claim 3, wherein the friction coefficient L with the through hole is an inter-axial distance Dp1 between the first shaft member and the second shaft member, which satisfies the diameter of the first shaft member. refrigerator.
【請求項5】 第1及び第2の軸部材は金属で形成さ
れ、中間部材は高分子材料で形成されたものであること
を特徴とする請求項4記載の極低温冷凍機。
5. The cryogenic refrigerator according to claim 4, wherein the first and second shaft members are made of metal, and the intermediate member is made of a polymer material.
【請求項6】 第1及び第2の軸方向摺動部において摺
動する両部材の各摺動部の少なくとも一方は金属に対す
る摩擦係数がフェノール樹脂よりも低い高分子材料にて
形成されたものであることを特徴とする請求項1記載の
極低温冷凍機。
6. A member in which at least one of the sliding parts of both members sliding in the first and second axial sliding parts is made of a polymer material having a friction coefficient with respect to metal lower than that of a phenol resin. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein
【請求項7】 高分子材料はポリイミド樹脂であること
を特徴とする請求項6記載の極低温冷凍機。
7. The cryogenic refrigerator according to claim 6, wherein the polymer material is a polyimide resin.
【請求項8】 両部材の摺動部は高分子材料のコーティ
ング層にて形成されたものであることを特徴とする請求
項6記載の極低温冷凍機。
8. The cryogenic refrigerator according to claim 6, wherein the sliding portion of both members is formed of a coating layer of a polymer material.
【請求項9】 両部材の摺動部は高分子材料のスリーブ
にて形成されたものであることを特徴とする請求項6記
載の極低温冷凍機。
9. The cryogenic refrigerator according to claim 6, wherein the sliding portions of both members are formed of a sleeve made of a polymer material.
【請求項10】 接続装置は、ディスプレーサの端部に
設けられ開口部を有する収容部及び上記開口部近傍に設
けられた金属製の掛止部材と、金属に対する摩擦係数が
フェノール樹脂よりも低い高分子材料にてそれぞれ形成
された第1と第2の当接摺動部を有し上記収容部にディ
スプレーサの往復運動方向及びこれと直角方向に移動可
能に収容されるとともに上記掛止部材により上記収容部
から抜け出ないように上記第1の当接摺動部が掛止され
る拡大部とを有するものであり、上記拡大部が駆動軸に
固設され、駆動軸の往復運動により上記拡大部の第1及
び第2の当接摺動部が上記収容部及び上記掛止部に交互
に当接してディスプレーサを往復運動させるものである
ことを特徴とする請求項1に記載の極低温冷凍機。
10. The connecting device comprises a housing portion provided at an end portion of the displacer and having an opening, and a metal hooking member provided near the opening, and a high friction coefficient against metal lower than that of phenol resin. It has first and second abutting and sliding parts respectively formed of a molecular material, and is accommodated in the accommodating part so as to be movable in the reciprocating direction of the displacer and in a direction perpendicular thereto, and by the latching member. An enlarged portion to which the first contact sliding portion is locked so as not to slip out of the housing portion, the enlarged portion is fixed to the drive shaft, and the enlarged portion is reciprocated by the drive shaft. The cryogenic refrigerator according to claim 1, wherein the first and second abutting sliding portions of the aforesaid alternately abut the housing portion and the hooking portion to reciprocate the displacer. .
【請求項11】 第1と第2の当接摺動部は高分子材料
で形成されたものであることを特徴とする請求項10記
載の極低温冷凍機。
11. The cryogenic refrigerator according to claim 10, wherein the first and second contact sliding portions are made of a polymer material.
【請求項12】 シリンダとディスプレーサとを有する
冷却装置を設けた極低温冷凍機であって、 上記ディスプレーサは、その外周部に軸方向に所定の間
隔をおいて設けられ周方向の環状溝を形成する複数の凹
部と、上記凹部から突出するようにして上記複数の凹部
にそれぞれ締まり嵌め状態で嵌合された帯状体とを有す
るものであり、 上記ディスプレーサは上記シリンダ内に配設され駆動軸
に接続されてシリンダ内にて往復運動して上記帯状体が
上記シリンダと摺動し作動流体を移動させる極低温冷凍
機。
12. A cryogenic refrigerator provided with a cooling device having a cylinder and a displacer, wherein the displacer is provided with an annular groove in the outer peripheral portion at a predetermined interval in the axial direction. And a strip-shaped body that is fitted into the plurality of recesses in an interference fit state so as to project from the recesses, and the displacer is disposed in the cylinder and is attached to the drive shaft. A cryogenic refrigerator that is connected and reciprocates in the cylinder so that the strip slides on the cylinder to move the working fluid.
【請求項13】 帯状体は高分子材料によって形成され
たものであることを特徴とする請求項12記載の極低温
冷凍機。
13. The cryogenic refrigerator according to claim 12, wherein the band-shaped body is formed of a polymer material.
【請求項14】 高分子材料は超高分子量ポリエチレン
であることを特徴とする請求項13記載の極低温冷凍
機。
14. The cryogenic refrigerator according to claim 13, wherein the polymer material is ultra-high molecular weight polyethylene.
【請求項15】 ディスプレーサはガラスエポキシであ
ることを特徴とする請求項12記載の極低温冷凍機。
15. The cryogenic refrigerator according to claim 12, wherein the displacer is glass epoxy.
【請求項16】 外径部に加工代を設けた加工前帯状体
をディスプレーサの凹部に締まり嵌めにて嵌合させたの
ち、上記加工前帯状体を加工して所定の外径寸法を有す
る帯状体とすることを特徴とする請求項12記載の極低
温冷凍機の製造方法。
16. A belt-shaped body having a predetermined outer diameter dimension obtained by fitting an unmachined belt-shaped body having a machining allowance on its outer diameter portion into a recess of a displacer by interference fitting, and then machining the unmachined belt-shaped body. The method for manufacturing a cryogenic refrigerator according to claim 12, wherein the method is a body.
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