JP3858301B2

JP3858301B2 - refrigerator

Info

Publication number: JP3858301B2
Application number: JP07238696A
Authority: JP
Inventors: 信生藤井; 好弘片岸; 武宮澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: JPH09264624A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は赤外線撮像装置に使用される例えばパルスチューブ冷凍機やスターリングサイクル冷凍機等の機械式冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の圧縮機１、および、従来の圧縮機１を使用した従来の冷凍機３５を示す図である。図において、２はコールドフィンガ、３は連結管を示す。圧縮機１はヨーク４と、磁石５ａ，５ｂと、それぞれ対向して配置された、シリンダ６ａ，６ｂ、ピストン７ａ，７ｂ、コイル８ａ，８ｂ、共振ばね９ａ，９ｂ、および、フランジ１０ａ，１０ｂを備える。ヨーク４には外円筒１１と、外円筒１１の中心に外円筒１１と同軸状に配置された内円筒１２と、外円筒１１と内円筒１２の間の空間を２分するセンターヨーク１３と、内円筒の内部空間を２分する隔壁１４が設けられている。外円筒１１の左右の内面には磁石５ａ，５ｂが接合されている。磁石５ａ，５ｂとヨーク４は磁気回路を構成し、磁石５ａ，５ｂ内面と内円筒１２外面の間の空間に永久磁界をつくる。シリンダ６ａ，６ｂは内円筒内面に挿入されねじ等の手段によりヨーク４に固定される。
【０００３】
ピストン７ａ，７ｂはそれぞれコイル８ａ，８ｂに取りつけられ、共振ばね９ａ，９ｂを介してフランジ１０ａ，１０ｂに支持される。フランジ１０ａ，１０ｂはシリンダ６ａ，６ｂを取りつけたヨーク４の両端面に接合され、ピストン７ａ，７ｂはそれぞれシリンダ６ａ，６ｂの内部を往復運動する構造となっている。ピストン７ａ，７ｂがそれぞれシリンダ６ａ，６ｂの内部を滑らかに往復運動するように、ヨーク４とフランジ１０ａ，１０ｂははめあいによって精密に軸合せされている。また、外気に対して圧縮機１内部を気密に保持するため、ヨーク４とフランジ１０ａ，１０ｂは溶接によって接合されている。さらに、溶接前に動作確認を行うため、フランジ１０ａ，１０ｂには、図には示していないが、Ｏリングを使用し、簡便に外気との気密を保持するためのシールリング溝４３ａ，４３ｂが設けられている。シリンダ６ａと、ピストン７ａと、隔壁１４で仕切られた空間、および、シリンダ６ｂと、ピストン７ｂと、隔壁１４で仕切られた空間をそれぞれ圧縮室１５ａ，１５ｂと呼ぶ。
【０００４】
コイル８ａ，８ｂは各々非磁性材料からなる軽量のスリーブ１６ａ，１６ｂと、スリーブ１６ａ，１６ｂに、ヨーク４の内円筒１２と同軸状に数十ターンから数百ターンほど巻きつけられ、積層された導電線１７ａ，１７ｂによって構成される。導電線１７ａ，１７ｂは積層状態を維持するために接着剤で固定されている。導電線１７ａ，１７ｂは、電気端子１８ａ，１８ｂに電気的に接続されており、フランジ１０ａ，１０ｂに取りつけられた電気端子１９ａ，１９ｂを介して圧縮機１外部から、電源２０によって電流を供給される。
【０００５】
図１４はヨーク４端面方向から見た、磁石５ａの形状とヨーク４への取りつけ状態を示す図である。磁石５ａは円弧状の形状をもつ数個の磁石片の組み合わせで構成される。図において磁石５ａは４個の磁石片を円筒状に組合わせ、外円筒１１の内面に配置されている。一般に磁石は成型時のプレス方向に磁気異方性をもっており、例えば、円弧の半径方向に着磁することは困難であるため、磁石片は磁石片の円弧の両端を結ぶ線に垂直に着磁されている。図中の矢印は磁石５ａ内面と内円筒１２外面の間の空間の永久磁界を模したものである。磁石５ａは円弧の両端を結ぶ線に垂直に着磁された磁石片の組み合わせで構成されているので、磁界は磁石５ａを構成する各々の磁石片の端部で乱れを生じている。
【０００６】
図１５は共振ばね９ａ、コイル８ａ、および、フランジ１０ａの接合部の詳細を示す図である。コイル８ａ、フランジ１０ａ、にはそれぞれ共振ばね９ａの巻径、ピッチ、素線径にあわせたばね溝４０ａ，４１ａが設けられている。ばね溝４０ａ、および、ばね溝４１ａの深さは切り込み加工を容易にするために、共振ばね９ａの素線半径よりも小さくなっている。共振ばね９ａは、ばね溝４０ａ、および、ばね溝４１ａに挿入され、接着剤４２ａで固定される。
【０００７】
図１６はばね溝４０ａの形状を概念的に示す図である。図中の一点鎖線はばね溝の導入部を示している。また、図中（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ異なる方向のばね溝の断面を示す。断面（ｂ）に示されるように、ばね溝の導入部では端面とばね溝のなす角度は非常に小さくなり、薄肉部分が形成される。フランジ１０ｂ、および、コイル８ｂにも、それぞれ共振ばね９ｂの巻径、ピッチ、素線径にあわせたばね溝４０ｂ，４１ｂが設けられており、共振ばね９ｂは、ばね溝４０ｂ、ばね溝４１ｂに挿入され接着剤４２ｂで固定されている。
【０００８】
図１７はヨーク４とフランジ１０ａの接合部の詳細を示す図である。フランジ１０ａおよびヨーク４にははめあいが設けられているため、接合部には半径方向のすきまがあり、溶接部には不連続面が生じている。
【０００９】
一方、コールドフィンガ２は低温シリンダ２３、軸受２４、ディスプレーサ２５、支持ばね２６、ハウジング２７、ホルダ２８、さらばね２９で構成される。ディスプレーサ２５は内部に作動ガスを通過させるための連通孔３０および金属マトリクス等の熱交換器を充填した再生器３１を備え、支持ばね２６を介してホルダ２８と弾性的に結合されている。ホルダ２８、および、ディスプレーサ２５はそれぞればね溝４４，４５を備えており、支持ばね２６とホルダ２８、および、ディスプレーサ２５は圧縮機１の共振ばね９ａ，９ｂとコイル８ａ，８ｂ、および、フランジ１０ａ，１０ｂの接合方法と全く同じ方法で接合されている。
【００１０】
ディスプレーサ２５は軸受２４内部を往復運動できるように配置され、ホルダ２８は部品寸法のばらつきを吸収するため、さらばね２９を介して軸受２４の端部に取りつけられている。軸受２４のもう一方の端部は低温シリンダ２３にはめ合わされる。ハウジング２７は軸受２４とホルダ２８を内包するように低温シリンダ２３に気密的に接合される。ディスプレーサ２５、軸受２４、ホルダ２８で仕切られた空間を高温室３２と呼び、また、低温シリンダ２３、ディスプレーサ２５で仕切られた空間を低温室３３と呼ぶ。連結管３はヨーク４、ハウジング２７に気密的に接合され、圧縮機１の圧縮室１５ａ，１５ｂ、コールドフィンガ２の高温室３２を連通させる。
【００１１】
冷凍機３５内部の空間にはヘリウムガス等の作動ガスが封入されている。また、クーラ内部の空間の内、圧縮室１５ａ，１５ｂ、高温室３２、低温室３３および連結管３内部の空間全体を特に作動室３４と呼ぶ。電源２０の出力は、コールドフィンガ２の先端、あるいは、図には示していないが冷凍機３５によって冷却される非冷却物にとりつけられた温度センサ３６の出力によって電気出力制御器３７によって制御される。
【００１２】
次に圧縮機１の動作について説明する。圧縮機１のピストン７ａ，７ｂおよびコイル８ａ，８ｂは各々の質量と、共振ばね９ａ，９ｂのばね性および作動室３４の作動ガスの圧縮、膨張時のばね性によるピストン振動系を構成している。電源２０より電気端子１９ａ，１９ｂおよび電気端子１８ａ，１９ｂを介してコイル８ａ，８ｂの導電線１７ａ，１７ｂに交流電流を供給すると、前記のように導電線１７ａ，１７ｂには磁石５が作る永久磁界との相互作用によりヨーク４の機軸方向にローレンツ力が働き、コイル８ａ，８ｂに取りつけられたピストン７ａ，７ｂは機軸方向に往復運動する。
【００１３】
このピストン７ａ，７ｂが互いに逆方向に往復運動する向きに、上記の振動系の共振周波数と同じ周波数をもつ交流電流を供給すると、振動系は交流電流が受けるローレンツ力に共振するため、ピストン７ａ，７ｂは交流電流と同じ周波数、かつ、９０°遅れた位相でシリンダ６ａ，６ｂ内部を往復運動し、圧縮室１５ａ，１５ｂの容積を変化させる。このとき、ローレンツ力によってピストン、コイルになされる仕事は、圧縮機の出力に等しく、その大部分が圧縮室内のガスの内部エネルギに変換される。また、圧縮機の損失は、コイルの発熱に等しい。圧縮機の出力と圧縮機の損失の和で圧縮機の出力を除した値を圧縮機の効率と呼ぶ。
【００１４】
次に冷凍機３５の動作について説明する。電源２０より電気端子１９ａ，１９ｂおよび電気端子１８ａ，１８ｂを介してコイル８ａ，８ｂの導電線１７ａ，１７ｂに前記のピストン７ａ，７ｂ、コイル８ａ，８ｂ振動系の共振周波数と同じ周波数をもつ交流電流を供給すると、交流電流と同じ周波数、かつ、９０°遅れた位相でピストン７ａ，７ｂは振動し、この結果、作動室３４のガス圧力に正弦波状の変動を与える。この正弦波状の圧力変動によりディスプレーサ２５の再生器３１内には周期的なガス移動が起きるため、高温室３２と低温室３３には再生器３１の圧力損失に起因した周期的な圧力差が生じる。
【００１５】
コールドフィンガのディスプレーサ２５は、ディスプレーサ２５の質量と支持ばね２６のばね性によるディスプレーサ振動系を構成しており、この圧力差が駆動力となって、ディスプレーサ２５はピストン７ａ，７ｂと同じ周波数、かつ、異なる位相で振動し、コールドフィンガ２内を機軸方向に往復運動する。ピストン７ａ，７ｂとディスプレーサ２５が適当な位相差を保って運動するとき、作動室３４内の作動ガスは「逆スターリングサイクル」として既知の熱力学サイクルを構成し、低温室３３に冷熱を発生する。また、冷却温度を一定に保つため、電気出力制御器３７はコールドフィンガ２の先端に取りつけられた温度センサ３６の出力に応じて、温度変動が例えば０．１ケルビン以下となるように電源２０が圧縮機１に供給する電気出力量を制御する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧縮機は以上のように構成されており、長時間の使用においては導電線に働くローレンツ力により、導電線の積層状態が変形し、破壊することがあった。
【００１９】
また、フランジとヨークの溶接部は作動ガスを封入した圧縮機内部と外気の気密をとり、かつ、圧縮機内部と外気の圧力差に耐える必要があるが、フランジとヨークのはめあい部のすきまがクラック生成のきっかけとなりやすく、信頼性を低下させていた。さらに、シールリング溝にＯリングを装着するためのガイドがないため、Ｏリングを傷つけ破損することもあった。
【００２２】
一方従来のスターリングサイクル冷凍機は以上のように構成されており、コールドフィンガのディスプレーサばね溝、および、ホルダのばね溝では、溝の導入部付近で端面が近接し、ばね溝と端面のなす角が非常に小さくなるため、薄肉となる部分が存在する。支持ばねが引っ張りを受けると支持ばねの力によってばね溝導入部の薄肉部分が徐々に変形し、支持ばねのばね定数が変化していく。支持ばねのばね定数変化は、作動ガスの圧力変動に対するディスプレーサ振動系の応答を変化させるので、逆スターリングサイクルの効率が低下し、必要な冷凍を得るための消費電力が増大することがあった。
【００２３】
また、コールドフィンガの支持ばねは圧縮、引っ張りを繰り返すため、支持ばねの巻径は常に微小な増大、減少を繰り返している。支持ばねとディスプレーサ、および、ホルダの固定を接着に依存していると、長時間の使用においては接着剤が破壊することにより、作動ガスの圧力変動に対するディスプレーサ振動系の応答が変化するため、逆スターリングサイクルの効率が低下し、必要な冷凍を得るための消費電力が増大することがあった。
【００２４】
さらに、電気出力制御器はコールドフィンガ先端温度、または、非冷却体の温度を一定に保つように電源出力を制御するので、使用者は定常冷却に必要な電気出力が電源の最大出力を超えるまで上記説明した効率低下を認識することができない。すなわち、使用者が交換用冷凍機の準備等、冷凍機が使用不能となった場合の対策を事前に考慮していない状況で、冷凍機を使用中、突然に冷却不可能な状態となってしまうことがあった。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
外円筒と、外円筒に同軸状に配置された内円筒、および、前記外円筒と前記内円筒を保持するセンタヨークから構成されるヨークと、前記内円筒内面に設けられたシリンダと、前記外円筒内面に設けられた磁石と、前記シリンダ内を往復運動可能なピストンと、前記ピストンに接合されたスリーブ、および、前記磁石が作る磁界内に設けられ、前記スリーブ側面に前記内円筒と同軸状に巻きつけられ、積層された導電線で構成されたコイルと、ばね、および、前記ばねにより、前記ピストンと弾性的に結合されたフランジで構成された圧縮機において、前記スリーブの端面および中央部に前記導電線を挟み込むように設けられたガイドを備え、前記スリーブと前記導電線と前記ガイドの間の隙間が樹脂で充填されたことを特徴とする圧縮機であってもよい。つまり、この圧縮機は、コイルのスリーブが積層された導電線を挟み込むガイドを備えており、かつ、ガイドと、導電線のすきまが樹脂で充填されたものである。
【００２８】
また、外円筒と、外円筒に同軸状に配置された内円筒、および、前記外円筒と前記内円筒を保持するセンタヨークから構成されるヨークと、前記内円筒内面に設けられたシリンダと、前記外円筒内面に設けられた磁石と、前記磁石がつくる磁界内に設けられ交流電流を流すことにより往復運動が可能なコイルと、前記コイルに接合され前記シリンダ内を往復運動可能なピストンと、ばね、および、前記ばねにより、前記ピストンと弾性的に結合され、ヨークの両端面に溶接で接合されたフランジで構成された圧縮機において、前記外円筒端面に前記外円筒内面に向かう１５°以上、３０°以下のテーパを備えたことを特徴とする圧縮機であってもよい。つまり、このヨークの外円筒の溶接端面にヨークの外円筒の内面に向かう１５°以上３０°以下のテーパを設けたものである。
【００２９】
また、外円筒と、外円筒に同軸状に配置された内円筒、および、前記外円筒と前記内円筒を保持するセンタヨークから構成されるヨークと、前記内円筒内面に設けられたシリンダと、前記外円筒内面に設けられた磁石と、前記磁石がつくる磁界内に設けられ交流電流を流すことにより往復運動が可能なコイルと、前記コイルに接合され前記シリンダ内を往復運動可能なピストンと、ばねと、前記ばねを介して前記ピストンと弾性的に結合されたフランジで構成された圧縮機において、前記ピストンの一端に設けられた空隙と、前記ばねを取りつけるばね溝が設けられ、前記ピストンの前記空隙に挿入されるアダプタと、前記ピストンのもう一方の端面に設けられたさらとり、および、段差と、前記さらとりに挿入され、前記ピストンと前記アダプタを締結するねじを備え、前記ピストンの前記段差と前記さらねじのすきまが樹脂で充填されていることを特徴とする圧縮機であってもよい。つまり、この圧縮機は、一端面に空隙が設けられ、もう一方の端面にさらとりと、段差が設けられた中空円筒状のピストンと、ピストンの空隙から挿入され、外径部のばね溝に共振ばねを取りつけたアダプタが、さらねじによって締結されており、かつ、ピストンの端面に設けられた段差とさらねじのすきまが、樹脂で充填されたものである。
【００３０】
また、外円筒と、外円筒に同軸状に配置された内円筒、および、前記外円筒と前記内円筒を保持するセンタヨークから構成されるヨークと、前記内円筒内面に設けられたシリンダと、前記外円筒内面に設けられた磁石と、前記磁石がつくる磁界内に設けられ交流電流を流すことにより往復運動が可能なコイルと、前記コイルに接合され前記シリンダ内を往復運動可能なピストンと、ばね、および、前記ばねにより前記ピストンと弾性的に結合されたフランジで構成された圧縮機と、低温シリンダと、軸受と、支持ばねと、ディスプレーサと、前記ディスプレーサに備えられた再生器と、前記支持ばねを介して前記ディスプレーサと弾性的に結合されたホルダ、および、ハウジングで構成されたコールドフィンガ、および、連結管を備えた冷凍機において、前記ディスプレーサ外周および前記ホルダ外周に備えられた、前記支持ばねを取りつけるばね溝と、前記ばね溝の導入部に設けられた、前記支持ばねの素線半径よりも大きい大きさのめんとりを備えたことを特徴とする冷凍機であってもよい。つまり、共振ばねを保持する部材のばね溝導入部に、共振ばね素線半径より大きい大きさのめんとりを設けたものである。
【００３１】
また、前記ばねの外面に取りつけられたカバーを備え、前記カバーと前記ばねを保持する部材の間のすきまが樹脂で充填されたことを特徴と圧縮機であってもよい。つまり、この圧縮機は、共振ばねの外面にカバーを取りつけてカバーと共振ばねを保持する部材の間のすきまを樹脂で充填したものである。
【００３２】
また、前記ばねを保持する部材に、前記ばねの平均巻径よりも大きい直径の溝の山部をもつばね溝を備え、かつ、前記ばねと前記ばね溝の接触部を溶接により固定したことを特徴とする圧縮機であってもよい。つまり、この圧縮機は、共振ばねを保持する部材のばね溝の山部直径を共振ばね平均巻径よりも大きくし、かつ、共振ばね終端部の共振ばねと共振ばねを保持する部材の接触部を溶接により固定したものである。
【００３３】
第２の発明は、外円筒と、外円筒に同軸状に配置された内円筒、および、前記外円筒と前記内円筒を保持するセンタヨークから構成されるヨークと、前記内円筒内面に設けられたシリンダと、前記外円筒内面に設けられた磁石と、前記磁石がつくる磁界内に設けられ交流電流を流すことにより往復運動が可能なコイルと、前記コイルに接合され前記シリンダ内を往復運動可能なピストンと、ばね、および、前記ばねにより前記ピストンと弾性的に結合されたフランジで構成された圧縮機と、低温シリンダと、軸受と、支持ばねと、ディスプレーサと、前記ディスプレーサに備えられた再生器と、前記支持ばねを介して前記ディスプレーサと弾性的に結合されたホルダ、および、ハウジングで構成されたコールドフィンガ、および、連結管を備えた冷凍機において、前記ディスプレーサ外周および前記ホルダ外周に備えられた、前記支持ばねを取りつけるばね溝と、前記ばね溝の導入部に設けられた、前記支持ばねの素線半径よりも大きい大きさのめんとりを備えたことを特徴とする冷凍機である。つまり、この冷凍機は、支持ばねを保持する部材のばね溝導入部に、支持ばね素線半径より大きい大きさのめんとりを設けたものである。
【００３４】
また、前記支持ばねの外面に取りつけられたカバーを備え、前記カバーと前記支持ばねを保持する部材の間のすきまが樹脂で充填されたことを特徴とする冷凍機であってもよい。つまり、この冷凍機は、支持ばねの外面にカバーを取りつけてカバーと支持ばねを保持する部材の間のすきまを樹脂で充填したものである。
【００３５】
また、前記ばねを保持する部材に、前記支持ばねの平均巻径よりも大きい直径の溝の山部をもつばね溝を備え、かつ、前記支持ばねと前記ばね溝の接触部を溶接により固定したことを特徴とする冷凍機であってもよい。つまり、この冷凍機は、支持ばねを保持する部材のばね溝の山部直径を支持ばね平均巻径よりも大きくし、かつ、支持ばね終端部の支持ばねと支持ばねを保持する部材の接触部を溶接により固定したものである。
【００３６】
また、外円筒と、外円筒に同軸状に配置された内円筒、および、前記外円筒と前記内円筒を保持するセンタヨークから構成されるヨークと、前記内円筒内面に設けられたシリンダと、前記外円筒内面に設けられた磁石と、前記磁石がつくる磁界内に設けられ交流電流を流すことにより往復運動が可能なコイルと、前記コイルに接合され前記シリンダ内を往復運動可能なピストンと、ばね、および、前記ばねにより前記ピストンと弾性的に結合されたフランジで構成された圧縮機と、低温シリンダと、軸受と、支持ばねと、ディスプレーサと、前記ディスプレーサに備えられた再生器と、前記支持ばねを介して前記ディスプレーサと弾性的に結合されたホルダ、および、ハウジングで構成されたコールドフィンガと、連結管と、電源と、前記コールドフィンガ先端、または、冷凍機によって冷却される被冷却体に取りつけられた温度センサ、および、前記温度センサの出力に応じて冷却温度を一定に保つよう前記電源の出力を制御する電気出力制御器を備えた冷凍機において、前記電源に接続され、前記電源の電気出力制御器による出力と前記電源の最大出力を比較し、前記電源の出力が前記電源の最大電気出力に対し８０〜９５％の任意の値となったときに使用者に対して警告を発する電気出力比較器を備えたことを特徴とする冷凍機であってもよい。つまり、この冷凍機は、電気出力制御器が、電源の出力と最大出力を検知し、電源の出力が最大出力の８０％〜９５％の任意の値となったときに、冷凍機の効率が低下していることを、例えば発光ダイオードを点灯させる等の手段により、使用者に警告する機能を備えている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明による圧縮機５１、および、圧縮機５１を使用した冷凍機５３の全体を示す概略図である。図において、３，６，９，１２〜１５，１７〜２１，２３，２４，２６，２７，２９〜３４は従来装置と全く同じものである。圧縮機１はヨーク５４と、それぞれ対向して配置された、磁石５５ａ，５５ｂ、シリンダ６ａ，６ｂ、アダプタ５６ａ，５６ｂ、ピストン５７ａ，５７ｂ、コイル５８ａ，５８ｂ、共振ばね９ａ，９ｂ、および、さらねじ５９ａ，５９ｂ、フランジ６０ａ，６０ｂを備える。ヨーク５４は外円筒６１を備える。磁石５５ａ，５５ｂとヨーク５４は磁気回路を構成し、磁石５５ａ，５５ｂ内面と内円筒１２外面の間の空間に永久磁界をつくる。共振ばね９ａ，９ｂの一端はフランジ６０ａ，６０ｂに、もう一端はアダプタ５６ａ，５６ｂに取りつけられる。ピストン５７ａ，５７ｂは中空円筒になっており、さらねじ５９ａ，５９ｂによって、先端部の内面側から挿入されたアダプタ５６ａ，５６ｂと締結されている。
【００３８】
フランジ６０ａ，６０ｂはシリンダ６ａ，６ｂを取りつけたヨーク５４の両端面に接合され、ピストン５７ａ，５７ｂがそれぞれシリンダ６ａ，６ｂの内部を往復運動する構造となっている。コイル５８ａ，５８ｂは各々非磁性材料からなる軽量のスリーブ６２ａ，６２ｂと、スリーブ６２ａ，６２ｂに巻きつけられ、接着剤で固定された導電線１７ａ，１７ｂによって構成される。シリンダ６ａと、ピストン５７ａと、さらねじ５９ａと、隔壁１４で仕切られた空間、および、シリンダ６ｂと、ピストン５７ｂと、さらねじ５９ｂと、隔壁１４で仕切られた空間をそれぞれ圧縮室６３ａ，６３ｂと呼ぶ。
【００３９】
一方、５２はコールドフィンガを示す。コールドフィンガ５２は、ディスプレーサ６４、ホルダ６５を備える。ディスプレーサ６４はディスプレーサ２５と同様、内部に作動ガスを通過させるための連通孔６６および金属マトリクス等の熱交換器を充填した再生器６７を備え、支持ばね２６を介してホルダ６５と弾性的に結合されている。ディスプレーサ６４、軸受２４、ホルダ６５で仕切られた空間を高温室６８と呼び、また、低温シリンダ２３、ディスプレーサ６４で仕切られた空間を低温室６９と呼ぶ。連結管３はヨーク５４、ハウジング２７に気密的に接合され、圧縮機５１の圧縮室６３ａ，６３ｂ、コールドフィンガ５２の高温室６８を連通させる。冷凍機５３内部の空間にはヘリウムガス等の作動ガスが封入されている。また、クーラ内部の空間の内、圧縮室６３ａ，６３ｂ、高温室６８、低温室６９および連結管３内部の空間全体を特に作動室７０と呼ぶ。電源２０の出力は、コールドフィンガ２の先端、あるいは、図には示していないが冷凍機３５によって冷却される非冷却物にとりつけられた温度センサ３６の出力に応じて、冷却温度が一定の温度となるよう電気出力制御器３７によって制御される。また、電源２０には電気出力比較器９７が接続されている。
【００４０】
実施の形態１．
図２はこの発明の実施の形態１を示す詳細図であり、ヨーク５４端面方向から見た磁石５５ａの実装状態を示した図である。磁石５５ａは中空円筒型の一体成形磁石であり、磁材として、円筒の半径方向に異方性をもち、半径方向に強い磁力で着磁することが可能なＮｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジム−鉄−ボロン）合金が使用されている。磁石５５ａは半径方向に着磁されている。図中の矢印は磁石５５ａ内面とヨーク５４の内円筒１２の外面の間の空間の永久磁界を模したものであり、磁石５５ａが半径方向に着磁されていることにより、均一に永久磁界が生成されていることを示している。図には示していないが、既に説明したように、コイル５８ａの導電線１７ａはヨーク５４の内円筒１２と同軸状に巻きつけられているから、コイル５８ａの導電線１７ａ内部に流れる電流はコイル５８ａのどの位置においても永久磁界に垂直に流れるので、効率的にローレンツ力が発生する。
【００４１】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示す詳細図であり、コイル５８ａと導電線１７ａの実装状態を示す図である。コイル５８ａは非磁性材料で作られ、先端および中間部に、つば状のガイド７２ａおよび、ガイド７３ａを備えたスリーブ６２ａと、スリーブ６２ａのガイド７２ａと７３ａに挟まれた空間内に、ヨーク５４の内円筒１２と同軸状に巻数十〜数百回巻きつけられた導電線１７ａで構成される。巻きつけられた導電線１７ａの巻線と巻線の間、および、巻線とガイド７２ａ、ガイド７３ａのすきまは、例えばエポキシ樹脂等の樹脂７１で充填されている。したがって、スリーブ６２と、導電線１７ａは一体構造化され、大きなローレンツ力が付与されても導電線１７ａの間の樹脂７１が破壊することはない。
【００４２】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３を示す詳細図であり、ヨーク５４とフランジ６０ａの溶接部を示した図である。ヨーク５４の外円筒６１の両端面には、外円筒６１の内面に向かって、テーパ８０ａが設けられている。したがって、ヨーク５４とフランジ６０ａの溶接は単純な突き合わせ溶接となり溶接部にクラックのきっかけとなるような不連続面は発生しない。また、溶接深さヨーク５４とフランジ６０ａの部品寸法で定められるためばらつきが少なくなっている。さらに、フランジ６０ａのシールリング溝４３ａに、図には示していないが、Ｏリングを装着する場合には、テーパ８０ａが１５°以上、３０°以下の角度であるため、Ｏリング装着のためのガイドとして作用し、Ｏリングを傷つけることがない。
【００４３】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４を示す詳細図であり、ピストンと共振ばねの接合部を示す図である。ピストン５７ａはその一端面に空隙７９ａが設けられた中空円筒状であり、空隙７９ａが設けられた端面にはコイル５８ａが取りつけられている。もう一方の端面の外表面の中心には、貫通穴７４ａと、さらとり７５ａと、樹脂９３を充填するための段差７６ａを備えている。アダプタ５６ａは中心部にねじ穴７７ａを、外径部にばね溝７８ａを備える。ばね溝７８ａには共振ばね９ａの一端が取りつけられている。アダプタ５６ａはピストン５７ａの空隙７９ａに挿入され、さらねじ５９ａによって締結される。さらに、ピストン５７ａに設けられた段差７６ａとさらねじ５９ａのすきまは樹脂９３で充填されている。
【００４４】
以上のように構成された圧縮機では、ピストン５７ａ、コイル５８ａの組立体の重心付近を共振ばね９ａで取りつけ位置とすることができるため、ピストン５７ａとシリンダ６ａの接触面に作用するサイドフォースを低減できる。また、ピストン５７ａとさらねじ５９ａのすきまは例えばエポキシ樹脂等の樹脂９３で充填されているので圧縮室６３ａ内の作動ガスが作動室７０以外の空間に漏れて、圧縮機５１の効率を低下させることもない。
【００４５】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５を示す詳細図であり、ばね溝７８ａの形状を概念的に示した図である。図中の一点鎖線はばね溝導入部を示す。また、図中（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ異なる方向のばね溝の断面を示す。上記既に述べたように、アダプタ５６ａは外径部にばね溝７８ａを備える。ばね溝７８ａの端面には、共振ばね９ａの素線半径より大きな大きさをもつめんとり８２が設けられている。めんとり８２を設けたことにより、ばね溝７８ａ導入部はめんとり８２と接することとなるが、ばね溝７８ａとめんとり８２のなす角は４５°以下とはならないので、ばね溝７８ａ導入部に薄肉部分が形成されることがなくなった。
【００４６】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６を示す詳細図であり、フランジ６０ａと共振ばね９ａの取りつけ部を示した図である。図において８４ａはカバーである。フランジ６０ａはばね溝８３ａを備える。ばね溝８３ａには共振ばね９ａが取りつけられている。カバー８４ａは共振ばね９ａの外周に取りつけられている。カバー８４ａ、フランジ６０ａ、共振ばね９ａのすきまは例えばエポキシ樹脂等の樹脂８５で充填されている。圧縮機５１が作動して、共振ばね９ａが引張りを受ける場合の巻径縮小はばね溝８３が抑制し、圧縮を受ける場合の巻径拡大はカバー８４によって抑制される。したがって、長時間の運転においても共振ばね９ａを固定している樹脂８５が破壊されることはない。
【００４７】
実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７を示す詳細図であり、アダプタ５６ｂと共振ばね９ｂの取りつけ部を示した図である。アダプタ５６ｂは外径部にばね溝８６ｂを備える。ばね溝８６ｂの山部外形は共振ばね９ｂの平均径よりも大きくなっている。共振ばね９ｂの一端はばね溝８６ｂに取りつけられており、共振ばね９ｂは終端部にばね溝８６ｂの接触部をレーザ溶接等の手段でスポット的に溶接してある溶接部９４ａを備える。圧縮機５１が作動した場合に、共振ばね９ａがうける引張力、圧縮力は、ばね溝８６ｂの側壁で支えられる。共振ばね９ｂの回転は溶接部９４で止められている。したがって、長時間の運転においても共振ばね９ｂの固定状態は変化することがない。
【００４８】
実施の形態８．
図９はこの発明の実施の形態８を示す詳細図であり、ディスプレーサ６４と支持ばね２６の取りつけ部を示す図である。ディスプレーサ６４はばね溝８７を備える。ばね溝８７の導入部には、支持ばね２６の素線半径より大きな大きさをもつめんとり８８が設けられている。めんとり８８を設けたことにより、ばね溝８７導入部はめんとり８８と接することとなるが、ばね溝８７とめんとり８８のなす角は４５°以下とはならないので、ばね溝８８の導入部に薄肉部分が形成されることがなくなった。
【００４９】
実施の形態９．
図１０はこの発明の実施の形態９を示す詳細図であり、ホルダ６５と支持ばね２６の取りつけ部を示す図である。図において８９はカバーである。ホルダ６５は、ばね溝９０を備える。ばね溝９０には支持ばね２６が取りつけられている。カバー８９は支持ばね２６の外周に取りつけられている。カバー８９、ホルダ６５、支持ばね２６のすきまは例えばエポキシ樹脂等の樹脂９１で充填されている。冷凍機５３が作動して、支持ばね２６が引張りを受ける場合の巻径縮小はばね溝９０が抑制し、圧縮を受ける場合の巻径拡大はカバー８９によって抑制される。したがって、長時間の運転においても支持ばね２６を固定している樹脂９１が破壊されることはない。
【００５０】
実施の形態１０．
図１１はこの発明の実施の形態１０を示す詳細図であり、ディスプレーサ９５と支持ばね２６の取りつけ部を示す図である。ディスプレーサ９５は外径部にばね溝９２を備える。ばね溝９２の山部外形は支持ばね２６の平均径よりも大きくなっている。支持ばね２６の一端はばね溝９２に取りつけられており、支持ばね２６は終端部にばね溝９２との接触部をレーザ溶接等の手段でスポット的に溶接してある溶接部９６を備える。冷凍機５３が作動して、支持ばね２６がうける引張力、圧縮力はばね溝９２の側壁で支えられる。支持ばね２６の回転は溶接部９６で止められている。したがって、長時間の運転においても共振ばね９ｂの固定状態は変化することがない。
【００５１】
実施の形態１１．
図１２はこの発明の実施の形態１１を示すブロック図であり、９７は電気出力比較器である。電気出力比較器９７は、電気出力制御器によって制御された電源２０の出力と、電源２０の最大出力を比較し、電気出力制御器によって制御された出力が最大出力の８０％〜９５％の任意の値となったとき、発光ダイオードを点灯させる等の手段で警告を表示する装置である。電気出力比較器９７の警告により、冷凍機の効率が低下し、交換時期が近くなったことを使用者が判定できるようになった。
【００５２】
【発明の効果】
この発明の圧縮機によれば、コイルのスリーブの導電線を巻きつけ、積層する部分にガイドを設け、かつ、ガイドの導電線の隙間を樹脂で充填したため、導電線を固定する樹脂が破壊することがなく、長時間の使用によってもコイルが破損することがない。
【００５４】
この発明の圧縮機によれば、溶接面にテーパを設けたことにより、溶接継手形状を単純な突き合わせ溶接継手としたので、耐久強度や溶接ひずみ量が安定し、信頼性が向上する。また、前記テーパの角度を１５°以上、３０°以下としたので性能確認時のシールリングの挿入が容易となり、また、シールリングが破損することがなくなった。
【００５９】
この発明の冷凍機では、ディスプレーサとホルダを弾性的に接合するばねの組立体において、ねじ導入部に共振ばね素線半径よりも大きい大きさのめんとりを設けたので、ばね導入部に薄肉となる部分が形成されないので、ばね定数が変化することに起因した冷却時の消費電力増大がない。
【００６０】
この発明の冷凍機によれば、ディスプレーサとホルダを弾性的に接合するばねの接合部において、カバーをばね外径にはめ込む構造としたので、圧縮時のばね径増大、および、引張り時のばね径縮小はそれぞれホルダ、カバーで抑制される。したがって、ばね、ホルダ、カバーを樹脂で固定しても充填剤の破壊によって固定位置がずれることがなく、ばね定数が変化することに起因した冷却時の消費電力増大がない。
【００６１】
この発明の冷凍機によれば、ディスプレーサとホルダを弾性的に接合するばねの組立体において、ホルダの溝を深くし、ばねの圧縮、引っ張りに寄って発生するばね変位をホルダの溝の側壁で支えるようにし、ばね回転力を溶接で押さえているので、長時間の運転によってもばねの固定状態が変化することがなく、ばね定数が変化することに起因した冷却時の消費電力増大がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の全体を概略的に示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す詳細図である。
【図３】この発明の実施の形態２を示す詳細図である。
【図４】この発明の実施の形態３を示す詳細図である。
【図５】この発明の実施の形態４を示す詳細図である。
【図６】この発明の実施の形態５を示す詳細図である。
【図７】この発明の実施の形態６を示す詳細図である。
【図８】この発明の実施の形態７を示す詳細図である。
【図９】この発明の実施の形態８を示す詳細図である。
【図１０】この発明の実施の形態９を示す詳細図である。
【図１１】この発明の実施の形態１０を示す詳細図である。
【図１２】この発明の実施の形態１１を示すブロック図である。
【図１３】従来の圧縮機およびスターリングサイクルクーラを示す図である。
【図１４】従来の圧縮機の磁石の取りつけ状態を示す図である。
【図１５】従来の圧縮機の共振ばねの取りつけ方法の詳細を示す図である。
【図１６】従来の圧縮機のばね溝の形状を概念的に示す図である。
【図１７】従来の圧縮機のヨークとフランジの接合状態を示す図である。
【符号の説明】
１圧縮機
２コールドフィンガ
３連結管
４ヨーク
５磁石
６ａ，６ｂシリンダ
７ａ，７ｂピストン
８ａ，８ｂコイル
９ａ，９ｂ共振ばね
１０ａ，１０ｂフランジ
１１外円筒
１２内円筒
１３センタヨーク
１４隔壁
１５ａ，１５ｂ圧縮室
１６ａ，１６ｂスリーブ
１７ａ，１７ｂ導電線
１８ａ，１８ｂリード線
１９ａ，１９ｂ電気端子
２０電源
２３低温シリンダ
２４軸受
２５ディスプレーサ
２６支持ばね
２７ハウジング
２８ホルダ
２９さらばね
３０連通孔
３１再生器
３２高温室
３３低温室
３４作動室
３５冷凍機
３６温度センサ
３７電気出力制御器
４０ａ，４０ｂばね溝
４１ａ，４１ｂばね溝
４２ａ，４２ｂ接着剤
４３ａ，４３ｂシールリング溝
４４ばね溝
４５ばね溝
５１圧縮機
５２コールドフィンガ
５３冷凍機
５４ヨーク
５５ａ，５５ｂ磁石
５６ａ，５６ｂアダプタ
５７ａ，５７ｂピストン
５８ａ，５８ｂコイル
５９ａ，５９ｂさらねじ
６０ａ，６０ｂフランジ
６１外円筒
６２ａ，６２ｂスリーブ
６３ａ，６３ｂ圧縮室
６４ディスプレーサ
６５ホルダ
６６連通孔
６７再生器
６８高温室
６９低温室
７０作動室
７１ａ，７１ｂ樹脂
７２ａ，７２ｂガイド
７３ａ，７３ｂガイド
７４ａ，７４ｂ貫通穴
７５ａ，７５ｂさらとり
７６ａ，７６ｂ段差
７７ａ，７７ｂねじ穴
７８ａ，７８ｂばね溝
７９ａ，７９ｂ空隙
８０ａ，８０ｂテーパ
８２ａ，８２ｂめんとり
８３ａ，８３ｂばね溝
８４ａ，８４ｂカバー
８５ａ，８５ｂ樹脂
８６ａ，８６ｂばね溝
８７ばね溝
８８めんとり
８９カバー
９０ばね溝
９１樹脂
９２ばね溝
９３樹脂
９４溶接部
９５ディスプレーサ
９６溶接部
９７電気出力比較器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mechanical refrigerator such as a pulse tube refrigerator or a Stirling cycle refrigerator used in an infrared imaging device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 is a view showing a conventional compressor 1 and a conventional refrigerator 35 using the conventional compressor 1. In the figure, 2 is a cold finger and 3 is a connecting pipe. The compressor 1 includes cylinders 6a and 6b, pistons 7a and 7b, coils 8a and 8b, resonance springs 9a and 9b, and flanges 10a and 10b, which are disposed to face a yoke 4 and magnets 5a and 5b, respectively. Prepare. The yoke 4 includes an outer cylinder 11, an inner cylinder 12 disposed coaxially with the outer cylinder 11 at the center of the outer cylinder 11, a center yoke 13 that bisects the space between the outer cylinder 11 and the inner cylinder 12, A partition wall 14 is provided that bisects the internal space of the inner cylinder. Magnets 5 a and 5 b are joined to the left and right inner surfaces of the outer cylinder 11. The magnets 5a and 5b and the yoke 4 constitute a magnetic circuit, and create a permanent magnetic field in the space between the inner surfaces of the magnets 5a and 5b and the outer surface of the inner cylinder 12. The cylinders 6a and 6b are inserted into the inner cylindrical inner surface and fixed to the yoke 4 by means such as screws.
[0003]
The pistons 7a and 7b are attached to the coils 8a and 8b, respectively, and are supported by the flanges 10a and 10b via the resonance springs 9a and 9b. The flanges 10a and 10b are joined to both end faces of the yoke 4 to which the cylinders 6a and 6b are attached, and the pistons 7a and 7b are configured to reciprocate inside the cylinders 6a and 6b, respectively. The yoke 4 and the flanges 10a and 10b are precisely aligned by fitting so that the pistons 7a and 7b reciprocate smoothly inside the cylinders 6a and 6b, respectively. Further, in order to keep the inside of the compressor 1 airtight against the outside air, the yoke 4 and the flanges 10a and 10b are joined by welding. Furthermore, in order to check the operation before welding, the flanges 10a and 10b are not shown in the drawing, but O-rings are used, and seal ring grooves 43a and 43b for easily maintaining airtightness with the outside air are provided. Is provided. The space partitioned by the cylinder 6a, the piston 7a and the partition 14 and the space partitioned by the cylinder 6b, the piston 7b and the partition 14 are referred to as compression chambers 15a and 15b, respectively.
[0004]
The coils 8a and 8b are wound around the lightweight sleeves 16a and 16b made of a nonmagnetic material, and wound around the sleeves 16a and 16b about several tens to several hundreds of turns coaxially with the inner cylinder 12 of the yoke 4. It is constituted by conductive lines 17a and 17b. The conductive wires 17a and 17b are fixed with an adhesive to maintain the laminated state. The conductive wires 17a and 17b are electrically connected to the electric terminals 18a and 18b, and are supplied with current from the outside of the compressor 1 by the power source 20 via the electric terminals 19a and 19b attached to the flanges 10a and 10b. The
[0005]
FIG. 14 is a diagram showing the shape of the magnet 5 a and the state of attachment to the yoke 4 as viewed from the end face direction of the yoke 4. The magnet 5a is composed of a combination of several magnet pieces having an arc shape. In the figure, a magnet 5 a is formed by combining four magnet pieces into a cylindrical shape and arranged on the inner surface of the outer cylinder 11. In general, magnets have magnetic anisotropy in the pressing direction at the time of molding. For example, it is difficult to magnetize in the radial direction of the arc, so the magnet piece is magnetized perpendicular to the line connecting both ends of the arc of the magnet piece. Has been. The arrows in the figure simulate the permanent magnetic field in the space between the inner surface of the magnet 5a and the outer surface of the inner cylinder 12. Since the magnet 5a is composed of a combination of magnet pieces magnetized perpendicular to a line connecting both ends of the arc, the magnetic field is disturbed at the end of each magnet piece constituting the magnet 5a.
[0006]
FIG. 15 is a diagram showing details of the joint portion of the resonance spring 9a, the coil 8a, and the flange 10a. The coil 8a and the flange 10a are provided with spring grooves 40a and 41a, respectively, corresponding to the winding diameter, pitch and wire diameter of the resonance spring 9a. The depth of the spring groove 40a and the spring groove 41a is smaller than the wire radius of the resonance spring 9a in order to facilitate the cutting process. The resonance spring 9a is inserted into the spring groove 40a and the spring groove 41a, and fixed with an adhesive 42a.
[0007]
FIG. 16 is a diagram conceptually showing the shape of the spring groove 40a. The alternate long and short dash line in the figure indicates the introduction portion of the spring groove. In the drawing, (a), (b), and (c) show cross sections of the spring grooves in different directions. As shown in the cross section (b), the angle formed by the end face and the spring groove becomes very small at the introduction portion of the spring groove, and a thin portion is formed. The flange 10b and the coil 8b are also provided with spring grooves 40b and 41b respectively corresponding to the winding diameter, pitch, and wire diameter of the resonance spring 9b. The resonance spring 9b is inserted into the spring groove 40b and the spring groove 41b. And fixed with an adhesive 42b.
[0008]
FIG. 17 is a view showing details of a joint portion between the yoke 4 and the flange 10a. Since the flange 10a and the yoke 4 are provided with fittings, there is a radial clearance at the joint, and a discontinuous surface is generated at the weld.
[0009]
On the other hand, the cold finger 2 includes a low temperature cylinder 23, a bearing 24, a displacer 25, a support spring 26, a housing 27, a holder 28, and a spring spring 29. The displacer 25 includes a communication hole 30 for allowing the working gas to pass through and a regenerator 31 filled with a heat exchanger such as a metal matrix, and is elastically coupled to the holder 28 via a support spring 26. The holder 28 and the displacer 25 are provided with spring grooves 44 and 45, respectively. The support spring 26 and the holder 28 and the displacer 25 are the resonance springs 9a and 9b and the coils 8a and 8b of the compressor 1 and the flange 10a. , 10b are joined in exactly the same manner.
[0010]
The displacer 25 is arranged so as to be able to reciprocate within the bearing 24, and the holder 28 is attached to the end of the bearing 24 via a countersink 29 in order to absorb variations in component dimensions. The other end of the bearing 24 is fitted into the low temperature cylinder 23. The housing 27 is airtightly joined to the low temperature cylinder 23 so as to contain the bearing 24 and the holder 28. A space partitioned by the displacer 25, the bearing 24, and the holder 28 is called a high temperature chamber 32, and a space partitioned by the low temperature cylinder 23 and the displacer 25 is called a low temperature chamber 33. The connecting pipe 3 is hermetically joined to the yoke 4 and the housing 27, and communicates the compression chambers 15 a and 15 b of the compressor 1 and the high temperature chamber 32 of the cold finger 2.
[0011]
A working gas such as helium gas is sealed in the space inside the refrigerator 35. Of the space inside the cooler, the entire space inside the compression chambers 15a, 15b, the high temperature chamber 32, the low temperature chamber 33, and the connecting pipe 3 is particularly called a working chamber 34. The output of the power source 20 is controlled by the electric output controller 37 by the output of the temperature sensor 36 attached to the tip of the cold finger 2 or a non-cooled material that is cooled by the refrigerator 35 (not shown). .
[0012]
Next, the operation of the compressor 1 will be described. The pistons 7a and 7b and the coils 8a and 8b of the compressor 1 constitute a piston vibration system based on the mass of each, the spring properties of the resonance springs 9a and 9b, and the compression and expansion of the working gas in the working chamber 34. Yes. When an alternating current is supplied from the power source 20 to the conductive wires 17a and 17b of the coils 8a and 8b via the electric terminals 19a and 19b and the electric terminals 18a and 19b, the permanent magnets 5 are formed on the conductive wires 17a and 17b as described above. Lorentz force acts in the machine axis direction of the yoke 4 due to the interaction with the magnetic field, and the pistons 7a and 7b attached to the coils 8a and 8b reciprocate in the machine axis direction.
[0013]
When an alternating current having the same frequency as the resonance frequency of the vibration system is supplied in a direction in which the pistons 7a and 7b reciprocate in opposite directions, the vibration system resonates with the Lorentz force received by the alternating current. , 7b reciprocate within the cylinders 6a, 6b at the same frequency as the alternating current and with a phase delayed by 90 °, thereby changing the volumes of the compression chambers 15a, 15b. At this time, the work performed on the piston and coil by the Lorentz force is equal to the output of the compressor, and most of the work is converted into the internal energy of the gas in the compression chamber. Further, the loss of the compressor is equal to the heat generation of the coil. The value obtained by dividing the compressor output by the sum of the compressor output and the compressor loss is called the compressor efficiency.
[0014]
Next, the operation of the refrigerator 35 will be described. AC power having the same frequency as the resonance frequency of the pistons 7a and 7b and the coils 8a and 8b is applied to the conductive wires 17a and 17b of the coils 8a and 8b from the power source 20 through the electric terminals 19a and 19b and the electric terminals 18a and 18b. When the current is supplied, the pistons 7a and 7b vibrate at the same frequency as the alternating current and at a phase delayed by 90 °. As a result, a sinusoidal fluctuation is given to the gas pressure in the working chamber 34. Due to this sinusoidal pressure fluctuation, periodic gas movement occurs in the regenerator 31 of the displacer 25, so that a periodic pressure difference due to the pressure loss of the regenerator 31 occurs in the high temperature chamber 32 and the low temperature chamber 33. .
[0015]
The displacer 25 of the cold finger constitutes a displacer vibration system based on the mass of the displacer 25 and the spring property of the support spring 26. This pressure difference becomes a driving force, and the displacer 25 has the same frequency as the pistons 7a and 7b. Oscillates at different phases and reciprocates in the cold finger 2 in the direction of the axis. When the pistons 7a, 7b and the displacer 25 move with an appropriate phase difference, the working gas in the working chamber 34 constitutes a thermodynamic cycle known as a “reverse Stirling cycle” and generates cold in the cold chamber 33. . Further, in order to keep the cooling temperature constant, the electric output controller 37 sets the power supply 20 so that the temperature fluctuation becomes, for example, 0.1 Kelvin or less according to the output of the temperature sensor 36 attached to the tip of the cold finger 2. The amount of electrical output supplied to the compressor 1 is controlled.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional compressor is configured as described above,Conductive when used for a long time line Due to the Lorentz force acting on the conductive wire, the laminated state of the conductive wire may be deformed and destroyed.
[0019]
In addition, the welded part between the flange and the yoke must be sealed between the inside of the compressor filled with the working gas and the outside air, and must withstand the pressure difference between the inside of the compressor and the outside air. It was easy to trigger crack generation and reduced reliability. Furthermore, since there is no guide for mounting the O-ring in the seal ring groove, the O-ring may be damaged and damaged.
[0022]
On the other hand, the conventional Stirling cycle refrigerator is configured as described above. In the displacer spring groove of the cold finger and the spring groove of the holder, the end surface is close to the vicinity of the groove introduction portion, and the angle formed by the spring groove and the end surface is the same. Is very small, and there is a thin portion. When the support spring is pulled, the thin portion of the spring groove introduction portion is gradually deformed by the force of the support spring, and the spring constant of the support spring changes. Since the change in the spring constant of the support spring changes the response of the displacer vibration system to the pressure fluctuation of the working gas, the efficiency of the reverse Stirling cycle may be reduced, and the power consumption for obtaining the necessary refrigeration may be increased.
[0023]
Further, since the support spring of the cold finger is repeatedly compressed and pulled, the winding diameter of the support spring is constantly repeatedly increasing and decreasing slightly. If the support spring, the displacer, and the holder are fixed by adhesion, the adhesive breaks down over long periods of time, and the response of the displacer vibration system to pressure fluctuations of the working gas changes. The efficiency of the Stirling cycle may decrease, and the power consumption for obtaining the necessary refrigeration may increase.
[0024]
Furthermore, the electrical output controller controls the power supply output so that the cold finger tip temperature or the temperature of the non-cooling body is kept constant, so that the user can output the electrical output required for steady cooling above the maximum power supply output. The above-described decrease in efficiency cannot be recognized. In other words, when the user has not taken into consideration measures in advance when the refrigerator becomes unusable, such as preparing a replacement refrigerator, the refrigerator suddenly becomes uncoolable while in use. There was a case.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
An outer cylinder, an inner cylinder disposed coaxially with the outer cylinder, a yoke including the outer cylinder and a center yoke that holds the inner cylinder, a cylinder provided on the inner surface of the inner cylinder, and the outer cylinder A magnet provided on the inner surface of the cylinder, a piston capable of reciprocating within the cylinder, a sleeve joined to the piston, and a magnetic field created by the magnet, and is coaxial with the inner cylinder on the side of the sleeve An end face and a central part of the sleeve in a compressor comprising a coil composed of conductive wires wound around each other, a spring, and a flange elastically coupled to the piston by the spring And a guide provided so as to sandwich the conductive wire, and a gap between the sleeve and the conductive wire and the guide is filled with a resin. It may be. That is, thisThe compressor includes a guide for sandwiching a conductive wire on which a coil sleeve is laminated, and a gap between the guide and the conductive wire is filled with a resin.
[0028]
Also, an outer cylinder, an inner cylinder arranged coaxially with the outer cylinder, a yoke composed of the outer cylinder and a center yoke holding the inner cylinder, a cylinder provided on the inner cylinder inner surface, A magnet provided on the inner surface of the outer cylinder, a coil provided in a magnetic field created by the magnet and capable of reciprocating by flowing an alternating current, a piston joined to the coil and capable of reciprocating in the cylinder, In a compressor constituted by a spring and a flange elastically coupled to the piston by the spring and joined to both end faces of the yoke by welding, the compressor has a 15 ° or more toward the outer cylindrical inner surface toward the outer cylindrical end surface. The compressor may have a taper of 30 ° or less. That is, thisThe welding end surface of the outer cylinder of the yoke is provided with a taper of 15 ° or more and 30 ° or less toward the inner surface of the outer cylinder of the yoke.
[0029]
Also, an outer cylinder, an inner cylinder arranged coaxially with the outer cylinder, a yoke composed of the outer cylinder and a center yoke holding the inner cylinder, a cylinder provided on the inner cylinder inner surface, A magnet provided on the inner surface of the outer cylinder, a coil provided in a magnetic field created by the magnet and capable of reciprocating by flowing an alternating current, a piston joined to the coil and capable of reciprocating in the cylinder, In the compressor constituted by a spring and a flange elastically coupled to the piston via the spring, a gap provided at one end of the piston and a spring groove for attaching the spring are provided, An adapter inserted into the gap, a blank and a step provided on the other end face of the piston, and a piston and Comprising a screw for fastening the descriptor may be a compressor, characterized in that the step and gap of the further thread of the piston is filled with resin. That is, thisThe compressor has a hollow at one end, a hollow cylindrical piston with a step on the other end, a hollow cylindrical piston with a step, and a resonance spring in the spring groove on the outer diameter. The mounted adapter is fastened with a countersunk screw, and the step provided on the end face of the piston and the clearance between the countersunk screws are filled with resin.
[0030]
Also, an outer cylinder, an inner cylinder arranged coaxially with the outer cylinder, a yoke composed of the outer cylinder and a center yoke holding the inner cylinder, a cylinder provided on the inner cylinder inner surface, A magnet provided on the inner surface of the outer cylinder, a coil provided in a magnetic field created by the magnet and capable of reciprocating by flowing an alternating current, a piston joined to the coil and capable of reciprocating in the cylinder, A compressor composed of a spring and a flange elastically coupled to the piston by the spring, a low temperature cylinder, a bearing, a support spring, a displacer, and a regenerator provided in the displacer; A refrigeration comprising a holder elastically coupled to the displacer via a support spring, a cold finger composed of a housing, and a connecting pipe A spring groove for mounting the support spring provided on the outer periphery of the displacer and the outer periphery of the holder, and a scraper having a size larger than the wire radius of the support spring provided in the introduction portion of the spring groove. The refrigerator provided with the provided may be sufficient. That meansIn the spring groove introducing portion of the member that holds the resonance spring, a take-up with a size larger than the radius of the resonance spring element wire is provided.
[0031]
Further, the compressor may be provided with a cover attached to an outer surface of the spring, and a gap between the cover and a member holding the spring is filled with resin. That is, thisIn the compressor, a cover is attached to the outer surface of the resonance spring, and a gap between the cover and a member holding the resonance spring is filled with resin.
[0032]
In addition, the member holding the spring includes a spring groove having a peak portion of a groove having a diameter larger than the average winding diameter of the spring, and the contact portion of the spring and the spring groove is fixed by welding. The compressor may be a feature. That is, thisThe compressor makes the peak diameter of the spring groove of the member holding the resonance spring larger than the average winding diameter of the resonance spring, and welds the contact portion between the resonance spring at the end of the resonance spring and the member holding the resonance spring by welding. It is fixed.
[0033]
According to a second aspect of the present invention, an outer cylinder, an inner cylinder disposed coaxially with the outer cylinder, a yoke including the outer cylinder and a center yoke that holds the inner cylinder, and an inner surface of the inner cylinder are provided. Cylinder, a magnet provided on the inner surface of the outer cylinder, a coil provided in a magnetic field generated by the magnet and capable of reciprocating by flowing an alternating current, and reciprocating within the cylinder joined to the coil Piston, spring, and compressor composed of a flange elastically coupled to the piston by the spring, a low temperature cylinder, a bearing, a support spring, a displacer, and a regeneration provided in the displacer , A holder elastically coupled to the displacer via the support spring, a cold finger composed of a housing, and a connecting pipe. In the refrigerator, a spring groove provided on the outer periphery of the displacer and the outer periphery of the holder for attaching the support spring, and a size larger than a wire radius of the support spring provided in the introduction portion of the spring groove. It is a refrigerator characterized by having a noodle. That is, thisIn the refrigerator, a nap having a size larger than the radius of the support spring element wire is provided in the spring groove introduction portion of the member holding the support spring.
[0034]
Moreover, the refrigerator provided with the cover attached to the outer surface of the said support spring, and the clearance gap between the member holding the said cover and the said support spring was filled with resin. That is, thisIn the refrigerator, a cover is attached to the outer surface of the support spring and a gap between the cover and a member holding the support spring is filled with resin.
[0035]
The member holding the spring includes a spring groove having a peak portion of a groove having a diameter larger than the average winding diameter of the support spring, and the contact portion between the support spring and the spring groove is fixed by welding. The refrigerator characterized by this may be sufficient. That is, thisIn the refrigerator, the peak diameter of the spring groove of the member holding the support spring is made larger than the average winding diameter of the support spring, and the contact portion between the support spring at the end of the support spring and the member holding the support spring is welded. It is fixed.
[0036]
Also, an outer cylinder, an inner cylinder arranged coaxially with the outer cylinder, a yoke composed of the outer cylinder and a center yoke holding the inner cylinder, a cylinder provided on the inner cylinder inner surface, A magnet provided on the inner surface of the outer cylinder, a coil provided in a magnetic field created by the magnet and capable of reciprocating by flowing an alternating current, a piston joined to the coil and capable of reciprocating in the cylinder, A compressor composed of a spring and a flange elastically coupled to the piston by the spring, a low temperature cylinder, a bearing, a support spring, a displacer, and a regenerator provided in the displacer; A holder that is elastically coupled to the displacer via a support spring, a cold finger composed of a housing, a connecting pipe, a power source, and the cooperator. A temperature sensor attached to a cooling finger cooled by a refrigerator, and an electric output controller for controlling the output of the power source so as to keep the cooling temperature constant according to the output of the temperature sensor. In the refrigerator provided, the output of the power supply is connected to the power supply, and the output of the power supply is compared with the maximum output of the power supply, and the output of the power supply is an arbitrary 80 to 95% of the maximum electrical output of the power supply The refrigerator may be provided with an electrical output comparator that issues a warning to the user when the value becomes. That is, thisIn the refrigerator, when the electrical output controller detects the output of the power source and the maximum output, and the output of the power source reaches any value between 80% and 95% of the maximum output, the efficiency of the refrigerator decreases. For example, it has a function of warning the user by means of, for example, lighting a light emitting diode.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view showing a compressor 51 according to the present invention and a refrigerator 53 using the compressor 51 as a whole. In the figure, 3, 6, 9, 12-15, 17-21, 23, 24, 26, 27, 29-34 are exactly the same as the conventional apparatus. The compressor 1 is disposed opposite to the yoke 54, including magnets 55a and 55b, cylinders 6a and 6b, adapters 56a and 56b, pistons 57a and 57b, coils 58a and 58b, resonance springs 9a and 9b, and Screws 59a and 59b and flanges 60a and 60b are provided. The yoke 54 includes an outer cylinder 61. The magnets 55a and 55b and the yoke 54 constitute a magnetic circuit, and create a permanent magnetic field in the space between the inner surfaces of the magnets 55a and 55b and the outer surface of the inner cylinder 12. One end of the resonance springs 9a and 9b is attached to the flanges 60a and 60b, and the other end is attached to the adapters 56a and 56b. The pistons 57a and 57b are hollow cylinders, and are fastened to the adapters 56a and 56b inserted from the inner surface side of the tip portion by countersunk screws 59a and 59b.
[0038]
The flanges 60a and 60b are joined to both end faces of the yoke 54 to which the cylinders 6a and 6b are attached, and the pistons 57a and 57b reciprocate inside the cylinders 6a and 6b, respectively. The coils 58a and 58b are each composed of lightweight sleeves 62a and 62b made of a nonmagnetic material, and conductive wires 17a and 17b wound around the sleeves 62a and 62b and fixed with an adhesive. The space partitioned by the cylinder 6a, the piston 57a, the countersunk screw 59a, and the partition wall 14 and the space partitioned by the cylinder 6b, the piston 57b, the countersunk screw 59b, and the partition wall 14 are respectively compressed chambers 63a, 63b. Call it.
[0039]
On the other hand, 52 indicates a cold finger. The cold finger 52 includes a displacer 64 and a holder 65. Similar to the displacer 25, the displacer 64 includes a regenerator 67 filled with a communication hole 66 for passing a working gas inside and a heat exchanger such as a metal matrix, and is elastically coupled to the holder 65 via the support spring 26. Has been. A space partitioned by the displacer 64, the bearing 24, and the holder 65 is referred to as a high temperature chamber 68, and a space partitioned by the low temperature cylinder 23 and the displacer 64 is referred to as a low temperature chamber 69. The connecting pipe 3 is hermetically joined to the yoke 54 and the housing 27, and allows the compression chambers 63 a and 63 b of the compressor 51 and the high temperature chamber 68 of the cold finger 52 to communicate with each other. A working gas such as helium gas is sealed in the space inside the refrigerator 53. Of the space inside the cooler, the compression chambers 63a and 63b, the high temperature chamber 68, the low temperature chamber 69, and the entire space inside the connecting pipe 3 are particularly called the working chamber 70. The output of the power source 20 is a temperature at which the cooling temperature is constant according to the output of the temperature sensor 36 attached to the tip of the cold finger 2 or a non-cooled object that is cooled by the refrigerator 35 (not shown). It is controlled by the electric output controller 37 so that In addition, an electrical output comparator 97 is connected to the power source 20.
[0040]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 2 is a detailed view showing the first embodiment of the present invention, and shows a mounted state of the magnet 55a as viewed from the end face direction of the yoke 54. FIG. The magnet 55a is a hollow cylindrical integrated magnet, and as a magnetic material, Nd-Fe-B (neodymium-iron) has anisotropy in the radial direction of the cylinder and can be magnetized with a strong magnetic force in the radial direction. -Boron) alloy is used. The magnet 55a is magnetized in the radial direction. The arrow in the figure imitates the permanent magnetic field in the space between the inner surface of the magnet 55a and the outer surface of the inner cylinder 12 of the yoke 54, and the permanent magnetic field is uniformly generated by magnetizing the magnet 55a in the radial direction. It has been generated. Although not shown in the drawing, as already described, since the conductive wire 17a of the coil 58a is wound coaxially with the inner cylinder 12 of the yoke 54, the current flowing inside the conductive wire 17a of the coil 58a Since any position of 58a flows perpendicular to the permanent magnetic field, Lorentz force is efficiently generated.
[0041]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a detailed view showing the second embodiment of the present invention, and shows a mounted state of the coil 58a and the conductive wire 17a. The coil 58a is made of a non-magnetic material, and has a flange-shaped guide 72a and a sleeve 62a provided with a guide 73a at a tip and an intermediate portion thereof, and a space between the guides 72a and 73a of the sleeve 62a. The conductive wire 17a is wound around several tens to several hundreds of turns coaxially with the inner cylinder 12. Between the windings of the wound conductive wire 17a and between the windings and the guide 72a and the guide 73a are filled with a resin 71 such as an epoxy resin. Therefore, the sleeve 62 and the conductive wire 17a are integrated, and even if a large Lorentz force is applied, the resin 71 between the conductive wires 17a is not broken.
[0042]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a detailed view showing the third embodiment of the present invention, and shows a welded portion between the yoke 54 and the flange 60a. Tapers 80 a are provided on both end surfaces of the outer cylinder 61 of the yoke 54 toward the inner surface of the outer cylinder 61. Therefore, the welding of the yoke 54 and the flange 60a is simple butt welding, and a discontinuous surface that causes a crack in the welded portion does not occur. Further, since the welding depth yoke 54 and the flange 60a are determined by the component dimensions, the variation is small. Furthermore, although not shown in the drawing in the seal ring groove 43a of the flange 60a, when the O-ring is mounted, the taper 80a has an angle of 15 ° or more and 30 ° or less, so that the O-ring is mounted. Acts as a guide and does not damage the O-ring.
[0043]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a detailed view showing Embodiment 4 of the present invention, and is a view showing a joint portion between a piston and a resonance spring. The piston 57a has a hollow cylindrical shape with a gap 79a provided at one end face thereof, and a coil 58a is attached to the end face provided with the gap 79a. At the center of the outer surface of the other end face, there are provided a through hole 74a, a countersink 75a, and a step 76a for filling the resin 93. The adapter 56a has a screw hole 77a at the center and a spring groove 78a at the outer diameter. One end of a resonance spring 9a is attached to the spring groove 78a. The adapter 56a is inserted into the gap 79a of the piston 57a and fastened by a countersunk screw 59a. Further, the gap between the step 76 a provided on the piston 57 a and the countersunk screw 59 a is filled with resin 93.
[0044]
In the compressor configured as described above, the vicinity of the center of gravity of the assembly of the piston 57a and the coil 58a can be set by the resonance spring 9a, so that the side force acting on the contact surface between the piston 57a and the cylinder 6a is reduced. Can be reduced. Further, since the clearance between the piston 57a and the countersunk screw 59a is filled with a resin 93 such as an epoxy resin, the working gas in the compression chamber 63a leaks into a space other than the working chamber 70, and the efficiency of the compressor 51 is lowered. There is nothing.
[0045]
Embodiment 5. FIG.
FIG. 6 is a detailed view showing the fifth embodiment of the present invention and conceptually showing the shape of the spring groove 78a. A one-dot chain line in the figure indicates a spring groove introducing portion. In the drawing, (a), (b), and (c) show cross sections of the spring grooves in different directions. As described above, the adapter 56a includes the spring groove 78a in the outer diameter portion. The end face of the spring groove 78a is provided with a noodle 82 having a size larger than the wire radius of the resonance spring 9a. By providing the noodle 82, the spring groove 78a introduction portion comes into contact with the noodle 82, but the angle formed by the spring groove 78a and the noodle 82 does not become 45 ° or less. Thin parts are no longer formed.
[0046]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 7 is a detailed view showing Embodiment 6 of the present invention, and is a view showing a mounting portion of the flange 60a and the resonance spring 9a. In the figure, 84a is a cover. The flange 60a includes a spring groove 83a. A resonance spring 9a is attached to the spring groove 83a. The cover 84a is attached to the outer periphery of the resonance spring 9a. The clearances of the cover 84a, the flange 60a, and the resonance spring 9a are filled with a resin 85 such as an epoxy resin. The spring 51 is restrained from reducing the winding diameter when the compressor 51 is actuated and the resonance spring 9a receives tension, and the cover 84 is restrained from expanding the winding diameter when receiving compression. Therefore, the resin 85 fixing the resonance spring 9a is not broken even during long-time operation.
[0047]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 8 is a detailed view showing the seventh embodiment of the present invention, and is a view showing a mounting portion of the adapter 56b and the resonance spring 9b. The adapter 56b includes a spring groove 86b on the outer diameter portion. The outer shape of the peak of the spring groove 86b is larger than the average diameter of the resonance spring 9b. One end of the resonance spring 9b is attached to the spring groove 86b, and the resonance spring 9b includes a welded portion 94a in which a contact portion of the spring groove 86b is spot-welded to the terminal portion by means of laser welding or the like. When the compressor 51 is operated, the tensile force and the compressive force that the resonance spring 9a receives are supported by the side wall of the spring groove 86b. The rotation of the resonance spring 9b is stopped by the welded portion 94. Therefore, the fixed state of the resonance spring 9b does not change even during long-time operation.
[0048]
Embodiment 8 FIG.
FIG. 9 is a detailed view showing an eighth embodiment of the present invention, and is a view showing a mounting portion for the displacer 64 and the support spring 26. The displacer 64 includes a spring groove 87. At the introduction portion of the spring groove 87, a noodle 88 having a size larger than the wire radius of the support spring 26 is provided. By providing the nest 88, the spring groove 87 introduction part comes into contact with the nest 88, but the angle formed by the spring groove 87 and the noodle 88 is not less than 45 °. The thin part is no longer formed.
[0049]
Embodiment 9 FIG.
FIG. 10 is a detailed view showing Embodiment 9 of the present invention, and is a view showing a holder 65 and a mounting portion of the support spring 26. In FIG. In the figure, 89 is a cover. The holder 65 includes a spring groove 90. A support spring 26 is attached to the spring groove 90. The cover 89 is attached to the outer periphery of the support spring 26. The clearances of the cover 89, the holder 65, and the support spring 26 are filled with a resin 91 such as an epoxy resin. The spring groove 90 suppresses the reduction of the winding diameter when the refrigerator 53 is actuated and the support spring 26 receives tension, and the cover 89 suppresses the increase of the winding diameter when compression is applied. Therefore, the resin 91 fixing the support spring 26 is not broken even during a long operation.
[0050]
Embodiment 10 FIG.
FIG. 11 is a detailed view showing the tenth embodiment of the present invention, and is a view showing a mounting portion for the displacer 95 and the support spring 26. The displacer 95 includes a spring groove 92 in the outer diameter portion. The outer shape of the peak portion of the spring groove 92 is larger than the average diameter of the support spring 26. One end of the support spring 26 is attached to a spring groove 92, and the support spring 26 includes a welded portion 96 in which a contact portion with the spring groove 92 is spot-welded to a terminal portion by means of laser welding or the like. The refrigerator 53 operates and the tensile force and the compressive force that the support spring 26 receives are supported by the side wall of the spring groove 92. The rotation of the support spring 26 is stopped by a weld 96. Therefore, the fixed state of the resonance spring 9b does not change even during long-time operation.
[0051]
Embodiment 11 FIG.
FIG. 12 is a block diagram showing Embodiment 11 of the present invention, and 97 is an electrical output comparator. The electrical output comparator 97 compares the output of the power source 20 controlled by the electrical output controller with the maximum output of the power source 20, and the output controlled by the electrical output controller is an arbitrary 80% to 95% of the maximum output. Is a device that displays a warning by means such as turning on a light emitting diode. The warning of the electric output comparator 97 has made it possible for the user to determine that the efficiency of the refrigerator has decreased and that the replacement time is near.
[0052]
【The invention's effect】
Of this inventionAccording to the compressorSince the conductive wire of the coil sleeve is wound, the guide is provided in the laminated part, and the gap between the conductive wires of the guide is filled with resin, so that the resin fixing the conductive wire will not be destroyed and it can be used for a long time The coil will not be damaged.
[0054]
thisAccording to the compressor of the invention, since the weld joint shape is a simple butt weld joint by providing a taper on the weld surface, the durability strength and the amount of welding strain are stabilized, and the reliability is improved. In addition, since the taper angle is set to 15 ° or more and 30 ° or less, the seal ring can be easily inserted during performance confirmation, and the seal ring is not damaged.
[0059]
thisIn the refrigerator of the invention, in the assembly of the spring that elastically joins the displacer and the holder, the screw introduction portion is provided with a nap having a size larger than the resonance spring element wire radius, so that the spring introduction portion is thin. Since the portion is not formed, there is no increase in power consumption during cooling due to a change in the spring constant.
[0060]
thisAccording to the refrigerator of the invention, since the cover is fitted to the outer diameter of the spring at the joint portion of the spring that elastically joins the displacer and the holder, the spring diameter is increased during compression and the spring diameter is decreased during tension. Are suppressed by a holder and a cover, respectively. Therefore, even if the spring, the holder, and the cover are fixed with resin, the fixing position is not shifted due to the destruction of the filler, and there is no increase in power consumption during cooling due to the change of the spring constant.
[0061]
thisAccording to the refrigerator of the invention, in the spring assembly for elastically joining the displacer and the holder, the groove of the holder is deepened, and the spring displacement generated by the compression and pulling of the spring is supported by the side wall of the groove of the holder. Thus, since the spring rotational force is suppressed by welding, the fixed state of the spring does not change even during long-time operation, and there is no increase in power consumption during cooling due to the change in the spring constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an entire embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed view showing Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a detailed view showing Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a detailed view showing Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a detailed view showing Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 6 is a detailed view showing Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 7 is a detailed view showing Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 8 is a detailed view showing Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 9 is a detailed view showing Embodiment 8 of the present invention.
FIG. 10 is a detailed view showing Embodiment 9 of the present invention.
FIG. 11 is a detailed view showing Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a view showing a conventional compressor and a Stirling cycle cooler.
FIG. 14 is a view showing a state of attaching a magnet of a conventional compressor.
FIG. 15 is a diagram showing details of a conventional method for attaching a resonance spring of a compressor.
FIG. 16 is a diagram conceptually showing the shape of a spring groove of a conventional compressor.
FIG. 17 is a view showing a joining state of a yoke and a flange of a conventional compressor.
[Explanation of symbols]
1 Compressor
2 Cold finger
3 Connecting pipe
4 York
5 Magnet
6a, 6b cylinder
7a, 7b Piston
8a, 8b coil
9a, 9b Resonant spring
10a, 10b Flange
11 Outer cylinder
12 Inner cylinder
13 Center yoke
14 Bulkhead
15a, 15b compression chamber
16a, 16b sleeve
17a, 17b Conductive wire
18a, 18b Lead wire
19a, 19b Electrical terminal
20 Power supply
23 Low temperature cylinder
24 Bearing
25 Displacer
26 Support spring
27 Housing
28 Holder
29 Spring spring
30 communication hole
31 Regenerator
32 High greenhouse
33 Low greenhouse
34 Working chamber
35 refrigerator
36 Temperature sensor
37 Electric output controller
40a, 40b Spring groove
41a, 41b Spring groove
42a, 42b adhesive
43a, 43b Seal ring groove
44 Spring groove
45 Spring groove
51 Compressor
52 Cold Finger
53 Refrigerator
54 York
55a, 55b magnet
56a, 56b adapter
57a, 57b Piston
58a, 58b coil
59a, 59b countersunk screw
60a, 60b flange
61 Outer cylinder
62a, 62b sleeve
63a, 63b compression chamber
64 Displacer
65 holder
66 communication hole
67 Regenerator
68 High greenhouse
69 Low greenhouse
70 Working chamber
71a, 71b resin
72a, 72b guide
73a, 73b Guide
74a, 74b Through hole
75a, 75b
76a, 76b steps
77a, 77b Screw hole
78a, 78b Spring groove
79a, 79b Air gap
80a, 80b taper
82a, 82b noodles
83a, 83b Spring groove
84a, 84b cover
85a, 85b resin
86a, 86b Spring groove
87 Spring groove
88 Noodles
89 Cover
90 Spring groove
91 resin
92 Spring groove
93 resin
94 Welded part
95 Displacer
96 welds
97 Electric output comparator

Claims

An outer cylinder, an inner cylinder disposed coaxially with the outer cylinder, a yoke including the outer cylinder and a center yoke that holds the inner cylinder, a cylinder provided on the inner surface of the inner cylinder, and the outer cylinder A magnet provided on the inner surface of the cylinder, a coil provided in a magnetic field created by the magnet and capable of reciprocating by flowing an alternating current, a piston joined to the coil and capable of reciprocating in the cylinder, a spring, And a compressor constituted by a flange elastically coupled to the piston by the spring and joined to both end faces of the yoke by welding;
A cold finger comprising a low temperature cylinder, a bearing, a support spring, a displacer, a regenerator provided in the displacer, a holder elastically coupled to the displacer via the support spring, and a housing When,
A connecting pipe connecting the compressor and the cold finger;
In a refrigerator equipped with
The compressor is provided with a taper of 15 ° or more and 30 ° or less toward the outer cylindrical inner surface on the outer cylindrical end surface,
The cold finger is
A spring groove provided on the outer periphery of the displacer and the outer periphery of the holder, and for attaching the support spring;
A nipper having a size larger than the wire radius of the support spring provided in the introduction portion of the spring groove;
A cover attached to the outer surface of the support spring,
A refrigerating machine, wherein a gap between a member holding the cover and the support spring is filled with a resin.