JP3656312B2 - Suspension spring unit for refrigerator - Google Patents

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JP3656312B2 JP06238696A JP6238696A JP3656312B2 JP 3656312 B2 JP3656312 B2 JP 3656312B2 JP 06238696 A JP06238696 A JP 06238696A JP 6238696 A JP6238696 A JP 6238696A JP 3656312 B2 JP3656312 B2 JP 3656312B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/001Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クライオクーラとして用いるスターリング冷凍機の圧縮機,膨張機に組み込んだ往復動式のピストン,およびディスプレーサを往復動方向に案内支持するサスペンションばねユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
頭記したスターリング冷凍機において、圧縮機,膨張機に組み込んだ往復動式のピストン,およびディスプレーサをサスペンションばねで案内支持するようにした構成のものが、例えば特開平5−288419号公報に開示されている。
図3はかかるサスペンションばねを用いて圧縮機のピストン,膨張機のディスプレーサを支持したスターリング冷凍機の構成図である。図において、1は往復動式のピストン1aを内蔵した横軸形の圧縮機、2は蓄冷器2aを備えた往復動式のディスプレーサ2bを内蔵した横軸形の膨張機、3は圧縮機1の圧縮空間と膨張機2のディスプレーサ2aとの間に配管した接続管である。また、圧縮機1のピストン1aは機内に組み込んだ電磁式アクチュエータ1bにより軸方向に往復駆動するようにしており、ピストン1aに連結したピストンロッド1cの2箇所をサスペンションばね4で往復動方向に案内支持している。なお、1dはピストンの位置検出器である。
【0003】
一方、膨張機2ではディスプレーサ2bを機内に組み込んだ電磁式アクチュエータ2cにより軸方向に往復駆動するようにしており、圧縮機1のピストン1aと同様に、ディスプレーサ2bに連結したロッド2dの2箇所をサスペンションばね4で往復動方向に案内支持している。なお、2eはディスプレーサ2bの位置検出器、2fは膨張機2に付設したアクティブバランサで冷熱発生端面の振動発生を抑制する。かかる構成になるスターリング冷凍機の動作原理は周知であり、先記した特開平5−288419号公報にも詳しく述べられている。
【0004】
次に、前記したサスペンションばねユニット4の従来構造を図4,図5で説明する。すなわち、サスペンションばねユニット4は、図5で示すように、平行に並ぶ複数枚(図示例では3枚)の板ばね4aと、各板バネ4aの相互間に1枚ずつ介挿した外周スペーサ4b,内周スペーサ4cと、外周押え板4d,内周押え板4eとを重ね合わせて締結ボルトにより一体化した組立体としてなり、ばねユニット4の内周端が圧縮機1のピストンロッド1c,膨張機2のディスプレーサロッド2dに、外周端が機内の固定部材,例えば電磁アクチュエータのヨークにそれぞれ結合されている。
【0005】
また、前記の板ばね4aは、高弾性の薄金属板で作られたリング状板を基体として、図4で示すように板面に複数の渦状スリット4fを形成し、そのスリット4fの間に板面と垂直方向へ撓み自在なアーム部4gを形成した構造になる。
そして、かかる構造のサスペンションばねユニット4を使用して圧縮機1のピストン1a,膨張機2のディスプレーサ2bを支持し、電磁アクチュエータ1b,2cの駆動でピストン1a,ディスプレーサ2bを軸方向に往復動作すると、そのストローク動作に従動して板バネ4aのアーム部4gが中立位置(撓みなしの位置)を中心に左右方向に撓む。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したサスペンションばねユニット4を採用して図3に示した横軸形の圧縮機1,膨張機2のピストン,ディスプレーサを支持すると、動作面で次記のような問題が派生する。
すなわち、板面に渦状スリットをいれて撓み性のアーム部を形成した構造の板ばね4aは、ピストン,ディスプレーサのストローク位置と板ばね4aの半径方向のばね定数との関係が図6(a)で表すような特性を持つ。なお、図中の特性線Aは板ばね1枚当たりのばね特性、特性線Bは3枚の板ばねを重ね合わせた合成のばね特性である。この特性図から判るように、ばね定数はストローク位置が「0」、つまり板バネ4aが原形の状態に保たれていてアーム部4gが撓んでない中立位置で最大であり、ここからストローク位置が往復動方向に変化してアーム部が撓んだ状態になるとばね定数は急激に低下し、ピストン,ディスプレーサのストロークエンド位置ではばね定数が最小になる。しかも、複数枚の板バネを積み重ねたばねユニットでは、合成特性線Bで表すように中立位置とストロークエンド位置(往,復動の死点)におけるばね定数の差がさらに大きくなる。このために、サスペンションばねの直線性が低下して冷凍機の運転時にはピストン,ディスプレーサを含む可動部の自重などにより、半径方向に大きな加振力が生じて振動,振幅が増大するようになるほか、特に半径方向の振幅が大きくなると、ピストン,ディスプレーサが往復動する際に固定部との間で機械的な干渉が生じて故障を誘発するおそれがある。
【0007】
本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、スターリング冷凍機を対象に、横軸形の圧縮機,膨張機に組み込んだ往復動式のピストン,ディスプレーサを支持するサスペンションばねユニットに対し、前記課題を解決してピストン,ディスプレーサのストローク位置に対するばねユニットの半径方向のばね定数を平均化させ、ばねユニットの直線性を向上させて冷凍機の振動発生を低く抑えるように改良した冷凍機用サスペンションばねユニットを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、板面に渦状のスリットを形成した複数枚の平板リング状の板ばねを有し、かつ各板ばねをその内周端部,外周端部の相互間にスペーサを介挿して一体に重ね合わせた組立体としてなるサスペンションばねユニットに対して、各板ばねの中立位置をピストン,ディスプレーサの往復動ストローク位置に対して相対的にずらすように、各板ばねの相互間にオフセットを設定して組立てるものとする。
【0009】
そして、前記構成におけるオフセット付与手段として、板ばね相互間の内外周に介挿したスペーサに対し、外周スペーサの板厚を内周スペーサの板厚よりも厚く設定する。あるいは、内周のペーサの板厚を外周スペーサの板厚よりも厚く設定する。
このように、サスペンションばねユニットを構成する複数枚の板ばねについて、各板ばねの中立位置をピストン,ディスプレーサのストローク位置に対して相対的にずらすようにオフセットを設定することにより、ストローク位置に対するばねユニットのばね定数が平均化され、サスペンションばねユニットとしての直線性が向上する。したがって、ピストン,ディスプレーサを含む可動部の重量,往復動のストローク範囲に合わせてサスペンションばねユニットの板ばね枚数,オフセット量を適正に設計することで、半径方向の加振力が低減して運転時における冷凍機の振動,振幅を小さく抑えることができる。
【0010】
また、前記のように外周スペーサと内周スペーサの厚みを変えることにより、各板ばねの相互間で簡単にオフセットを設定することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、本発明の動作原理を図6(b)を使って述べる。図において特性線A1,A2,A3 はそれぞれサスペンションばねユニット(基本的には図5に示した従来構造と同じ)に組み込んだ3枚重ねの各板ばねのばね特性であって、特性線A1 はばねユニットの中央に並ぶ板ばね, A2,A3 は左右両側に並ぶ板ばねに対応するばね特性を表しており、各板ばねの相互間にはストローク位置に対してばねの中立位置が相対的にずれるようにオフセットが設定されている。つまり、3枚重ねの板ばねのうち、中央に並ぶ板ばね(特性線A1)はピストン,ディスプレーサのストローク位置「0」にばねの中立位置(撓みのない原形位置)を合わせ、左右に並ぶ板ばね (特性線A2,A3)はその中立位置を例えばストローク位置「+1」, 「−1」に合わせてサスペンションばねユニットが組立て構成されている。なお、具体的な組立構造に付いては後記の各実施例の項で説明する。
【0012】
このように複数枚の板ばねの相互間にオフセットを設定することにより、その合成ばね特性Cは図示のように、ストローク位置「+1」〜「−1」の範囲ではばね定数がほぼフラットで、かつ図6(b)に示した従来の合成ばね特性Bと比べてばね定数のピーク値がΔkだけ小さく、したがってストローク位置「0」とストロークエンドに対応する位置「+5」,「−5」との間のばね定数の差が従来の特性Bと比べて縮小する。これにより、サスペンションばねユニットとしての直線性が向上し、図3に示した横軸形スターリング冷凍機の運転時に圧縮機1のピストン1a,膨張機2のディスプレーサ2bに加わる半径方向の加振力が小さくなって振動,振幅が低減する。
【0013】
次に、前記したオフセットを付与するための具体的なサスペンションばねユニットの組立構造を以下の実施例で述べる。なお、各実施例の図中で図5に対応する同一部材には同じ符号が付してある。
〔実施例1〕
図1は本発明の請求項2に対応する実施例の組立構造図であり、サスペンションばねユニット4は基本的に図5の構造と同様に、平行に並ぶ3枚の板ばね4aと、各板バネ4aの相互間に1枚ずつ介挿した外周スペーサ4b,内周スペーサ4cと、外周押え板4d,内周押え板4eとを重ね合わせて締結ボルトにより一体化した組立体としてなり、サスペンションばねユニット4の内周端が図3に示した圧縮機1のピストンロッド1c,膨張機2のディスプレーサロッド2dに、外周端が機内の固定部材,例えば電磁アクチュエータのヨークにそれぞれ結合されている。
【0014】
ここで、前記の外周スペーサ4b,内周スペーサ4cに関し、内周スペーサ4cの厚みをd0 として、外周スペーサ4bの厚みがd1(d1 >d0)に設定されており、これによりユニット組立の状態では、内外周スペーサを隔てて並ぶ3枚の板ばね4aのうち、中央に並ぶ板ばねとその両側に並ぶ板ばねの相互間にスペーサの厚み差(d1 −d0 )に相応したオフセット(図6(b)参照)が付与される。
【0015】
すなわち、図6(b)のストローク位置「0」に対応した図1の状態では、中央に並ぶ板ばねが中立位置にあって撓みなしであるのに対して、その両側に並ぶ板ばねは互いに逆向きに撓んでいる。そして、この状態からスターリング冷凍機の運転に伴い、圧縮機のピストン,膨張機のディスプレーサが往復動作してストローク位置が変位すると、その方向によって各板ばねの撓み代が変化し、ばねユニット4としての半径方向の合成ばね定数は図6(b)の合成特性線Cのように推移して平均化されて、サスペンションばねユニットの直線性が向上する。
【0016】
〔実施例2〕
図2は本発明の請求項3に対応する実施例を示すものであり、この実施例においては、内,外周のスペーサ4b,4cについて、先記実施例1とは逆に内周スペーサ4cの厚みd2 が外周スペーサ4cの厚みd0 よりも厚くなるよに定めて各板ばね4aの相互間に図6(b)で述べたオフセットを設定するようにしている。
【0017】
【発明の効果】
以上述べたように、例えばスターリング冷凍機を実施対象に、横軸形の圧縮機,膨張機に組み込んだ往復動式のピストン,ディスプレーサを支持するサスペンションばねユニットが、板面に渦状のスリットを形成した複数枚の平板リング状の板ばねを有し、かつ各板ばねをその内周端部,外周端部の相互間にスペーサを介挿して一体に積み重ねた組立体としてなり、該ばねユニットの内周端部を前記ピストン,もしくはディスプレーサのロッドに結合し、外周端部を機内の固定部材に取付けたものにおいて、本発明によれば、各板ばねの中立位置をピストン,ディスプレーサの往復動ストローク位置に対して相対的にずらすように、各板ばねの相互間にオフセットを設定して組立てたことにより、ピストン,ディスプレーサのストローク位置に対する半径方向の合成ばね定数が平均化され、サスペンションばねユニットとしての直線性が向上する。
【0018】
したがって、ピストン,ディスプレーサを含む可動部の重量,往復動のストローク範囲に合わせてサスペンションばねユニットの板ばね枚数,オフセット量を適正に設計することで、半径方向の加振力が低減して運転時における冷凍機の振動,振幅を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に対応するサスペンションばねユニットの組立構造を示す構成断面図
【図2】本発明の実施例2に対応するサスペンションばねユニットの組立構造を示す構成断面図
【図3】本発明の実施対象となるスターリング冷凍機全体の構成図
【図4】図3の冷凍機におけるサスペンションばねユニットに組み込んだ板ばねの平面図
【図5】図4の板ばねを採用したサスペンションばねユニットの従来における組立構造を示し、(a)は縦断面図、(b)は横断平面図
【図6】サスペンションばねユニットのストローク位置と半径方向のばね定数との関係を表すばね特性図であり、(a)は図5に従来構造に対応したばね特性図、(b)は本発明の実施例に対応したばね特性図
【符号の説明】
1 圧縮機
1a ピストン
1c ピストンロッド
2 膨張機
2b ディスプレーサ
2d ディスプレーサロッド
4 サスペンションばねユニット
4a 板ばね
4b 外周スペーサ
4c 内周スペーサ
4f 渦状スリット
4g アーム部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor of a Stirling refrigerator used as a cryocooler, a reciprocating piston incorporated in an expander, and a suspension spring unit for guiding and supporting a displacer in the reciprocating direction.
[0002]
[Prior art]
In the Stirling refrigerator described above, a configuration in which a reciprocating piston incorporated in a compressor and an expander and a displacer are guided and supported by a suspension spring is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-288419. ing.
FIG. 3 is a configuration diagram of a Stirling refrigerator that uses such a suspension spring to support a piston of a compressor and a displacer of an expander. In the figure, reference numeral 1 denotes a horizontal axis type compressor incorporating a reciprocating piston 1a, 2 denotes a horizontal axis type expander including a reciprocating displacer 2b equipped with a regenerator 2a, 3 denotes a compressor 1 This is a connecting pipe that is piped between the compression space and the displacer 2 a of the expander 2. The piston 1a of the compressor 1 is driven to reciprocate in the axial direction by an electromagnetic actuator 1b incorporated in the machine, and two places of the piston rod 1c connected to the piston 1a are guided in the reciprocating direction by the suspension spring 4. I support it. Reference numeral 1d denotes a piston position detector.
[0003]
On the other hand, in the expander 2, the displacer 2b is reciprocally driven in the axial direction by an electromagnetic actuator 2c incorporated in the apparatus, and the two parts of the rod 2d connected to the displacer 2b are connected in the same manner as the piston 1a of the compressor 1. The suspension spring 4 guides and supports it in the reciprocating direction. In addition, 2e is a position detector of the displacer 2b, 2f is an active balancer attached to the expander 2, and suppresses generation | occurrence | production of the vibration of a cold-heat generation end surface. The operation principle of the Stirling refrigerator having such a configuration is well known, and is described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 5-288419.
[0004]
Next, the conventional structure of the suspension spring unit 4 will be described with reference to FIGS. That is, as shown in FIG. 5, the suspension spring unit 4 includes a plurality of (three in the illustrated example) leaf springs 4a arranged in parallel and an outer peripheral spacer 4b interposed between each leaf spring 4a. , The inner circumferential spacer 4c, the outer circumferential retaining plate 4d, and the inner circumferential retaining plate 4e are stacked and integrated with a fastening bolt. The inner circumferential end of the spring unit 4 is the piston rod 1c of the compressor 1, the expansion The outer end of the displacer rod 2d of the machine 2 is coupled to a fixed member in the machine, for example, a yoke of an electromagnetic actuator.
[0005]
Further, the plate spring 4a has a ring-shaped plate made of a highly elastic thin metal plate as a base, and a plurality of spiral slits 4f are formed on the plate surface as shown in FIG. 4, and between the slits 4f. It has a structure in which an arm portion 4g that can be bent in a direction perpendicular to the plate surface is formed.
When the suspension spring unit 4 having such a structure is used to support the piston 1a of the compressor 1 and the displacer 2b of the expander 2, the pistons 1a and 2b are reciprocated in the axial direction by driving the electromagnetic actuators 1b and 2c. Then, following the stroke operation, the arm portion 4g of the leaf spring 4a bends in the left-right direction around the neutral position (position where no bending is considered).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the above-described suspension spring unit 4 is employed to support the piston and the displacer of the horizontal shaft type compressor 1 and the expander 2 shown in FIG. 3, the following problems arise in terms of operation.
That is, in the leaf spring 4a having a structure in which a flexible arm portion is formed by inserting a spiral slit in the plate surface, the relationship between the stroke position of the piston and the displacer and the spring constant in the radial direction of the leaf spring 4a is shown in FIG. It has the characteristics expressed by A characteristic line A in the figure is a spring characteristic per leaf spring, and a characteristic line B is a combined spring characteristic in which three leaf springs are overlapped. As can be seen from this characteristic diagram, the spring constant is the maximum at the neutral position where the stroke position is “0”, that is, the leaf spring 4a is maintained in its original state and the arm portion 4g is not bent. When the arm portion is bent in the reciprocating direction, the spring constant rapidly decreases, and the spring constant is minimized at the stroke end positions of the piston and the displacer. In addition, in the spring unit in which a plurality of leaf springs are stacked, as indicated by the composite characteristic line B, the difference in spring constant between the neutral position and the stroke end position (forward / return dead point) is further increased. For this reason, the linearity of the suspension spring is reduced, and during operation of the refrigerator, a large excitation force is generated in the radial direction due to the dead weight of the movable part including the piston and the displacer, and the vibration and amplitude increase. In particular, when the amplitude in the radial direction increases, mechanical interference may occur between the fixed portion and the piston and the displacer when the piston and the displacer reciprocate, thereby causing a failure.
[0007]
The present invention has been considered in view of the above points, and for a Stirling refrigerator, a suspension spring unit for supporting a reciprocating piston and a displacer incorporated in a horizontal shaft type compressor and an expander. A suspension for a refrigerator that solves the problem and averages the spring constant in the radial direction of the spring unit with respect to the stroke position of the piston and the displacer, and improves the linearity of the spring unit to suppress the occurrence of vibrations in the refrigerator. An object is to provide a spring unit.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of flat plate ring-shaped plate springs each having a spiral slit formed on a plate surface, and each plate spring includes an inner peripheral end portion and an outer peripheral end portion. In order to shift the neutral position of each leaf spring relative to the reciprocating stroke position of the piston and the displacer with respect to the suspension spring unit that is an assembly in which a spacer is interposed between the two, Assume that an offset is set between each leaf spring and assembled.
[0009]
And as an offset provision means in the said structure, with respect to the spacer inserted in the inner and outer periphery between leaf | plate springs, the plate | board thickness of an outer periphery spacer is set thicker than the plate | board thickness of an inner periphery spacer. Alternatively, the thickness of the inner peripheral pacer is set to be larger than the thickness of the outer peripheral spacer.
As described above, by setting the offset of the plurality of leaf springs constituting the suspension spring unit so as to shift the neutral position of each leaf spring relative to the stroke position of the piston and the displacer, the spring with respect to the stroke position is set. The spring constant of the unit is averaged, and the linearity as a suspension spring unit is improved. Therefore, by appropriately designing the number of leaf springs of the suspension spring unit and the amount of offset according to the weight of the movable part including the piston and displacer, and the stroke range of the reciprocating motion, the radial excitation force is reduced during operation. The vibration and amplitude of the refrigerator can be kept small.
[0010]
Moreover, by changing the thicknesses of the outer peripheral spacer and the inner peripheral spacer as described above, an offset can be easily set between the leaf springs.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the operation principle of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, characteristic lines A1, A2, and A3 are the spring characteristics of the three stacked leaf springs incorporated in the suspension spring unit (basically the same as the conventional structure shown in FIG. 5). The leaf springs A2, A3 arranged in the center of the spring unit indicate the spring characteristics corresponding to the leaf springs arranged on the left and right sides, and the neutral position of the spring is relative to the stroke position between each leaf spring. An offset is set so as to deviate. In other words, among the three stacked leaf springs, the leaf springs lined up in the center (characteristic line A1) align the neutral position of the spring (the original position with no deflection) with the stroke position “0” of the piston and the displacer, and are arranged on the left and right. The spring (characteristic line A2, A3) is constructed by assembling a suspension spring unit so that the neutral position thereof is matched with, for example, the stroke positions “+1” and “−1”. A specific assembly structure will be described in the section of each embodiment described later.
[0012]
Thus, by setting an offset between the plurality of leaf springs, the combined spring characteristic C has a substantially constant spring constant in the range of stroke positions “+1” to “−1” as shown in the figure. In addition, the peak value of the spring constant is smaller by Δk than the conventional composite spring characteristic B shown in FIG. 6B, and therefore, the stroke position “0” and the positions “+5” and “−5” corresponding to the stroke end are The spring constant difference between the two is reduced as compared with the conventional characteristic B. This improves the linearity of the suspension spring unit, and the radial excitation force applied to the piston 1a of the compressor 1 and the displacer 2b of the expander 2 during operation of the horizontal shaft type Stirling refrigerator shown in FIG. Reduced to reduce vibration and amplitude.
[0013]
Next, a specific suspension spring unit assembly structure for providing the above-described offset will be described in the following embodiments. In addition, in the figure of each Example, the same code | symbol is attached | subjected to the same member corresponding to FIG.
[Example 1]
FIG. 1 is an assembly structure diagram of an embodiment corresponding to claim 2 of the present invention. A suspension spring unit 4 basically includes three leaf springs 4a arranged in parallel and each plate, similarly to the structure of FIG. The outer peripheral spacer 4b and the inner peripheral spacer 4c inserted one by one between the springs 4a, the outer peripheral presser plate 4d, and the inner peripheral presser plate 4e are overlapped to be integrated by a fastening bolt, and the suspension spring The inner peripheral end of the unit 4 is connected to the piston rod 1c of the compressor 1 and the displacer rod 2d of the expander 2 shown in FIG. 3, and the outer peripheral end is connected to a fixing member in the apparatus, for example, a yoke of an electromagnetic actuator.
[0014]
Here, regarding the outer peripheral spacer 4b and the inner peripheral spacer 4c, the thickness of the inner peripheral spacer 4c is set to d0, and the thickness of the outer peripheral spacer 4b is set to d1 (d1> d0). Among the three leaf springs 4a arranged with the inner and outer peripheral spacers therebetween, an offset corresponding to the spacer thickness difference (d1 -d0) between the leaf springs arranged in the center and the leaf springs arranged on both sides thereof (FIG. 6 ( b)) is given.
[0015]
That is, in the state of FIG. 1 corresponding to the stroke position “0” in FIG. 6B, the leaf springs arranged in the center are in the neutral position and are not bent, but the leaf springs arranged on both sides are mutually It is bent in the opposite direction. Then, as the Stirling refrigerator is operated from this state, when the piston of the compressor and the displacer of the expander reciprocate and the stroke position is displaced, the bending allowance of each leaf spring changes depending on the direction, and the spring unit 4 is The composite spring constant in the radial direction is averaged by transitioning as shown by the composite characteristic line C in FIG. 6B, and the linearity of the suspension spring unit is improved.
[0016]
[Example 2]
FIG. 2 shows an embodiment corresponding to claim 3 of the present invention. In this embodiment, the inner and outer spacers 4b and 4c are different from those of the first embodiment in that the inner peripheral spacer 4c. The thickness d2 is determined to be greater than the thickness d0 of the outer peripheral spacer 4c, and the offset described in FIG. 6B is set between the leaf springs 4a.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, for example, for a Stirling refrigerator, a horizontal spring compressor, a reciprocating piston incorporated in an expander, and a suspension spring unit that supports a displacer form a spiral slit on the plate surface A plurality of flat plate ring-shaped leaf springs, and each leaf spring is integrally assembled by interposing a spacer between the inner peripheral end portion and the outer peripheral end portion. In the case where the inner peripheral end is coupled to the piston or the rod of the displacer and the outer peripheral end is attached to a fixed member in the machine, according to the present invention, the neutral position of each leaf spring is set to the reciprocating stroke of the piston and the displacer. Stroke position of piston and displacer by assembling with offset between each leaf spring so as to shift relative to position Radial direction of the resultant spring constant against are averaged, to improve the linearity of the suspension spring unit.
[0018]
Therefore, by appropriately designing the number of leaf springs of the suspension spring unit and the amount of offset according to the weight of the movable part including the piston and displacer, and the stroke range of the reciprocating motion, the radial excitation force is reduced during operation. The vibration and amplitude of the refrigerator can be kept small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural cross-sectional view showing an assembly structure of a suspension spring unit corresponding to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a structural cross-sectional view showing an assembly structure of a suspension spring unit corresponding to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view of a leaf spring incorporated in a suspension spring unit in the refrigerator shown in FIG. 3. FIG. 5 is a suspension employing the leaf spring shown in FIG. FIG. 6 shows a conventional assembly structure of a spring unit, where (a) is a longitudinal sectional view and (b) is a cross-sectional plan view. FIG. 6 is a spring characteristic diagram showing the relationship between the stroke position of the suspension spring unit and the radial spring constant. 5A is a spring characteristic diagram corresponding to the conventional structure in FIG. 5, and FIG. 5B is a spring characteristic diagram corresponding to the embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 1a Piston 1c Piston rod 2 Expander 2b Displacer 2d Displacer rod 4 Suspension spring unit 4a Leaf spring 4b Outer spacer 4c Inner spacer 4f Swirl slit 4g Arm part

Claims (3)

スターリング冷凍機の圧縮機,膨張機に組み込んだ往復動式のピストン,およびディスプレーサを支持するサスペンションばねユニットであり、該サスペンションばねユニットが、板面に渦状のスリットを形成した複数枚の平板リング状の板ばねを有し、かつ各板ばねをその内周端部,外周端部の相互間にスペーサを介挿して一体に重ね合わせた組立体としてなり、該ばねユニットの内周端部を前記ピストン,もしくはディスプレーサのロッドに結合し、外周端部を機内の固定部材に取付けたものにおいて、各板ばねの中立位置をピストン,ディスプレーサの往復動ストローク位置に対して相対的にずらすように、各板ばねの相互間にオフセットを設定して組立てたことを特徴とする冷凍機用サスペンションばねユニット。A suspension spring unit that supports a compressor of a Stirling refrigerator, a reciprocating piston incorporated in an expander, and a displacer. Each of the leaf springs, and an inner peripheral end portion of the spring unit. Each piston spring is connected to the rod of the displacer and the outer peripheral end is attached to a fixed member in the machine, so that the neutral position of each leaf spring is shifted relative to the reciprocating stroke position of the piston or displacer. A suspension spring unit for a refrigerator, which is assembled by setting an offset between leaf springs. 請求項1記載のばねユニットにおいて、オフセット付与手段として、板ばね相互間の内外周に介挿したスペーサに対し、外周スペーサの板厚を内周スペーサの板厚よりも厚く設定したことを特徴とする冷凍機用サスペンションばねユニット。2. The spring unit according to claim 1, wherein the thickness of the outer peripheral spacer is set to be larger than the thickness of the inner peripheral spacer with respect to the spacer interposed between the inner and outer peripheries between the leaf springs as the offset applying means. Suspension spring unit for refrigerator. 請求項1記載のばねユニットにおいて、オフセット付与手段として、板ばね相互間の内外周に介挿したスペーサに対し、内周ペーサの板厚を外周スペーサの板厚よりも厚く設定したことを特徴とする冷凍機用サスペンションばねユニット。2. The spring unit according to claim 1, wherein the thickness of the inner peripheral pacer is set to be larger than the thickness of the outer peripheral spacer with respect to the spacer interposed between the inner and outer periphery between the leaf springs as the offset applying means. Suspension spring unit for refrigerator.
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