JPH046353A - スターリング冷凍機の膨張機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディスプレーサの往復動によりシリンダ内膨
張室で冷媒ガスを膨張させて極低温レベルの寒冷を発生
させるスターリング冷凍機用の膨張機に関し、特に、デ
ィスプレーサを往復動可能に弾性支持する構造に関する
。

（従来の技術） この種のスターリング冷凍機は、第４図に示すように、
冷媒ガスを所定周期で加圧するリニアモータ型の圧縮機
（ａ）と、該圧縮機（ａ、　）により加圧された冷媒ガ
スを膨張させる膨張機（ｋ）とを組み合わせたものであ
る。上記圧縮機（ａ）は、ケーシング（ｂ）内に形成さ
れた密閉状のシリンダ（Ｃ）と、該シリンダ（ｃ）内に
往復動可能に嵌挿されたピストン（ｅ）と、該ピストン
（ｅ）に連結されたボビン（ｈ）、該ボビン（ｈ）に巻
き付けられたコイル（ｉ）、及び磁気回路を形成する磁
石（ｇ）を有し、ピストン（ｅ）を往復駆動するりニア
モータ（ｆ）と、上記ピストン（ｅ）を往復動可能に弾
性支持するピストンスプリング（ｊ）とを備え、コイル
（ｉ）に所定周波数の交流を通電することで、ピストン
（ｅ）をシリンダ（ｃ）内で往復移動させ、シリンダ（
Ｃ）内光端の圧縮室（ｄ）で所定周期のガス圧を発生さ
せるようになされている。

一方、膨張機（ｋ）はシリンダ（１）を有し、このシリ
ンダ（Ｉｌｌ）内にはシリンダ（ｊｌｌ）内空間を先端
側の膨張室（ｍ）と基端側の作動室（ｎ）とに区画する
フリーディスプレーサ（０）が往復動可能に嵌挿されて
いる。このディスプレーサ（０）は膨張室（ｍ）及び作
動室（ｎ）にそれぞれ連通孔（０２）　、　　（０３）
を介して連通ずるリジェネレータ（ｏ１〕を内蔵してい
る。また、作動室（ｎ）内にはディスプレーサ（ｏ）を
往復動可能に弾性支持するデイスプレーサスプリング（
ｐ）が配設されている。（ｓ）は膨張機（ｋ）を取り付
ける真空容器で、そのフランジ（ｓｌ）がシリンダ（ｇ
）基端のフランジ（ｒ）と気密状に接合される。上記作
動室（ｎ）は結合配管（ｑ）を介して圧縮機（ａ）の圧
縮室（ｄ）に接続されており、圧縮機（ａ）からの増減
する冷媒ガス圧にてディスプレーサ（０）を往復動させ
ることにより、冷媒ガスを膨張室（ｍ）で膨張させてシ
リンダ（Ｎ）先端のコールドヘッドに寒冷を発生させる
ように構成されている（例えば“Ｒｅｆｒｌｇｅｒａｔ
ｏｒ　ｆｏｒ　Ｃｒｙｏｇｅｎｆｃ　５ｅｎｓｏｒｓ　
　、　ＮＡＳＡ　ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＰｕｂｌｉｃａ
ｔｉｏｎ　２２８７等参照）。

（発明が解決しようとする課題） このスターリング冷凍機の膨張機（ｋ）においては、一
般に、ディスプレーサ（０）を弾性支持するスプリング
（ｐ）はコイルばねが用いられており、このコイルばね
によりディスプレーサ（０）をその往復ストロークの中
立位置に保持し、この中立位置から例えばディスプレー
サ（０）がシリンダＣ１ｌ’）の先端側に移動したとき
には、それに伴って伸長したスプリング（ｐ）の収縮方
向の復元力により、また逆にディスプレーサ（０）がシ
リンダ（ｇ）基端側に移動したときには、それに伴って
収縮したスプリング（ｐ）の伸長方向の復元力によりそ
れぞれディスプレーサ（０）を中立位置に付勢するよう
になされている。

ところで、この種の冷凍機の能力（ｐｖ）は、膨張室（
ｍ）でのガスの圧力振幅を（Ｐヨａｔ　）、ディスプレ
ーサ（ｏ）の振幅（ストローク）を（）Ｌ、、）　、シ
リンダＵ）　）の内部断面積を（Ａ）、圧力振幅とディ
スプレーサ振幅との位相差を（θ）とすると、 Ｐ　Ｖ””Ｐａ−ｘ　　”　Ｘ＊ａｘ　　”　Ａ　’　
Ｓ　ｌ　ｎθで表すことができる。従って、この能力を
向上させるには、圧縮機（ａ）からの入力を一定とした
場合、ガスの圧力振幅（Ｐ、１、）が一定となるので、
上記ガス圧の圧力振幅とディスプレーサ振幅との位相差
（θ）を増大させるとともに、ディスプレーサ振幅（Ｘ
、、、）を増大させることが望ましい。

しかし、従来使用されているスプリング（ｐ）のばね定
数は一定であるため、このスプリング（ｐ）のばね定数
を例えば上記位相差（θ）が大きくなるように設定する
と、ディスプレーサ振幅（Ｘ、、、）が小さくなり、位
相差（θ）とディスプレーサ振幅（Ｘ、、、）とのいず
れか一方のみしか増大させることができず、能力の向上
に限度がある。

本発明の目的は、上記のデイスプレーサスプリングの構
造を改良することにより、ガスの圧力振幅とディスプレ
ーサ振幅との位相差の増大、及びディスプレーサ振幅の
増大の双方を両立させて、冷凍機の能力を向上させるこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、請求項（１）に係る発明
の解決手段は、ディスプレーサの弾性支持手段として２
つの円錐コイルばね（竹の子ばね）を用い、両ばねによ
りディスプレーサを中立位置に保持し、かつその中立位
置からの変位が大きくなるほどばね定数が増大するよう
にした。

すなわち、この発明は、第１図に示すように、先端にコ
ールドヘッド（３）を有するシリンダ（２）と、該シリ
ンダ（２）内に嵌挿され、シリンダ（２）内に基端側の
作動室（１７）及び先端側の膨張室（１８）を区画形成
するディスプレーサ（５）と、該ディスプレーサ（５）
を往復動可能に弾性支持する支持手段（１９）と、上記
ディスプレーサ（５）に内蔵され、上記作動室（１７）
及び膨張室（１８）に連通ずるリジェネレータ（１５）
とを備え、ディスプレーサ（５）の往復動に伴って膨張
室（１８）で冷媒ガスを膨張させることにより、コール
ドヘッド（３）に極低温レベルの寒冷を発生させるよう
にしたスターリング冷凍機の膨張機を前提とするもので
ある。

そして、上記支持手段（１９）を、各々の伸長方向の付
勢力によりディスプレーサ（５）を往復ストロークの中
立位置に保持する１対の対向する円錐コイルばね（２０
）、　　（２１）からなし、ディスプレーサ（５）の中
立位置からの変位量が増大するほど、上記ばね（２０）
、　　（２１）のばね定数が大きくなるように構成する
。

また、請求項（２）に係る発明の解決手段は、円錐コイ
ルばねに代えてピッチの異なるばねを利用することで、
ディスプレーサのストローク増大に応じてばね定数を変
えるようにした。

すなわち、具体的には、この発明は、第３図に示す如く
、上記前提の膨張機に対し、支持手段（１９）を、各々
の伸長方向の付勢力によりディスプレーサ（５）を往復
ストロークの中立位置に保持する１対の対向するコイル
ばね（２０）。

（２１）からなし、該各コイルばね（２０）。

（２１）はピッチが部分的に異なっていて、ディスプレ
ーサ（５）の中立位置からの変位量が増大したときにピ
ッチの小さい部分が接触してばね定数が大きくなるよう
に構成する。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）に係る発明では、膨張
機の作動時、シリンダ（２）内で支持手段（１９）によ
り弾性支持されたディスプレーサ（５）が往復動し、こ
の往復動により膨張室（１８）でガスが膨張して、シリ
ンダ（２）先端のコールドヘッド（３）が極低温レベル
に冷却される。

上記支持手段（１９）は１対の円錐コイルばね（２０）
、　　（２１）からなり、ディスプレーサ（５）の中立
位置からの変位量が小さいときには、ばね定数が小さい
ので、ディスプレーサ（５）は−気に移動するが、変位
量が大きくなると、ばね定数が大きくなるので、ディス
プレーサ（５）の変位量はあまり変化せずに略一定にな
る。そして、ガス圧が低下すると、ディスプレーサ（５
）は上記とは逆の特性を持って中立位置に戻る。このよ
うな特性により、ガスの圧力振幅とディスプレーサ（５
）の振幅との位相差が大きくなるとともに、ディスプレ
ーサ（５）の振幅自体も大きくなり、よって冷凍機の能
力を向上させることができる。

また、請求項（２）に係る発明では、支持手段（１９）
を構成する各コイルばね（２０）、　　（２１）のピッ
チが部分的に異なっているので、ディスプレーサ（５）
の中立位置からの変位量が小さいときには、ピッチの小
さい部分が互いに接触せず、ばね定数が小さくなる。ま
た、中立位置からの変位量が大きくなると、ばね（２０
）、　　（２１）のピッチの小さい部分が互いに接触し
、ピッチの大きい部分のみでばね力が生じ、はね定数は
大きくなる。従って、上記請求項（１）に係る発明と同
様に、ガスの圧力振幅とディスプレーサ振幅との位相差
の増大、及びディスプレーサ振幅の増大を両立できる。

（第１実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、（１）は本発明の第１実施例に係るフ
リーディスプレーサ型スターリング冷凍機の膨張機を示
し、この膨張機（１）はリニアモータ圧縮機（３１）と
結合配管（３０）により連結されている。上記圧縮機（
３１）は「従来の技術」の項で説明したものと同じ構成
であるので（第４図参照）、ここでは詳細な説明はしな
い。

上記膨張機（１）は、先端が閉塞された有底円筒状のシ
リンダ（２）と、該シリンダ（２）の基端側外周に外嵌
合された取付フランジ（２３）とを備えている。上記シ
リンダ（２）の基端開口は閉塞部材（４）によって気密
状に閉塞され、シリンダ（２）の先端はコールドヘッド
（３）とされている。シリンダ（２）内にはフリーディ
スプレーサ（５）が往復動可能に嵌挿されており、この
ディスプレーサ（５）によりシリンダ（２）内がシリン
ダ（２）基端側の作動室（１７）と先端側の膨張室（１
８）とに区画形成されている。

そして、上記ディスプレーサ（５）は、ステンレス鋼等
の薄肉金属からなる円筒体の両端開口をそれぞれヘッド
（７）、　　（１１）により気密状に閉塞したケース（
６）を備え、このケース（６）内にはりジェネレータ（
１５）（再生式熱交換器）が収容されている。このリジ
ェネレータ（１５）は、リジェネレータマトリックスと
しての多数の銅製円板状メツシュ（１６）、　　（１６
）、・・・をケース（６）内にその長さ方向（軸方向）
に積層して充填したものである。

また、上記ディスプレーサ（５）の常温側ヘッド（７）
にはシリンダ（２）の基端側に延びるロッド（８）が同
心状に突設され、このロッド（８）の先端にはロッド（
８）よりも大径のばね止め（９）が設けられている。そ
して、このヘッド（６）、ロッド（８）及びばね止め（
９）の中心には連続して貫通する連通孔（１０）が形成
され、この連通孔（１０）によりケース（６）内のりジ
ェネレータ（１５）が作動室（１７）に連通している。

一方、低温側ヘッド（１１）にはりジェネレータ（１５
）を膨張室（１８）に連通させる連通孔（１２）が開口
されている。従って、膨張室（１８）で膨張した低温の
冷媒ガスが作動室（１７）に向かうときには、該冷媒ガ
スによりリジェネレータ（１５）を冷却してそれに冷熱
を蓄え、逆に常温の冷媒ガスが作動室（１７）から膨張
室（１８）に向かうときには、リジェネレータ（１５）
によりガスを冷却する。

シリンダ（２）において作動室（１７）外周の所定位置
には、上記ディスプレーサ（５）のロッド（８）を摺動
可能に挿通せしめる内向きフランジ状のばね止め部（２
ａ）が突設されている。さらに、作動室（１７）内には
、ディスプレーサ（５）を往復動可能に弾性支持するデ
ィスプレーサ支持ばね（１９）が配設されている。この
支持ばね（１９）は、そのばね定数により決まる所定周
波数と圧縮機（３１）のガス圧変動の周期とでディスプ
レーサ（５）の往復動動作形態を決定するものであり、
上Ｓ己ディスプレーサ（５）のばね止め（９）と閉塞部
材（４）との間に縮装された第１ばね（２０）と、ディ
スプレーサ（５）のばね止め（９）とシリンダ（２）の
ばね止め部（２ａ）との間に縮装された第２ばね（２１
）とからなる。各ばね（２０）、　　（２１）はディス
プレーサ（５）のばね止め（９）から離れるに伴ってコ
イル径か漸次小径になる円錐コイルばねで構成されてお
り、両ばね（２０）、　　（２１）の伸長方向の付勢力
によりディスプレーサ（５）をストロークの中立位置に
保持するとともに、この中立位置からのディスプレーサ
（５）の変位量が増大するほど、各ばね（２０）、　　
（２１）のばね定数が大きくなるようになっている。

一方、取付フランジ（２３）は、膨張機（１）を真空容
器（２４）に取り付けるためのもので、シリンダ（２）
基端に外嵌合されたボス部（２３ａ〕と、−そのシリン
ダ（２）先端側の端部に形成されたフランジ部（２３ｂ
）とからなり、フランジ部（２３ｂ）のシリンダ（２）
先端側面にはシールリング（２５）を嵌合するための環
状嵌合溝（２３ｃ）が同心状に形成されている。真空容
器（２４）はシリンダ（２）を一定間隙をあけて嵌挿可
能な有底円筒状のもので、その開口端には上記取付フラ
ンジ（２３）のフランジ部（２３ｂ）と同径のフランジ
部（２４ａ）が形成されており、この両フランジ部（２
３ｂ）、　　（２４ａ）を密接させて、真空容器（２４
）内をシールするようにしている。

上記閉塞部材（４）の中心部にはシリンダ（２）内の作
動室（１７）に連通ずるガス導入口（２２）がシリンダ
軸線方向に沿って貫通形成され、該ガス導入口（２２）
には上記圧縮機（３１）に接続された結合配管（３０）
がシールされて連結されており、圧縮機（３１）からの
冷媒ガス圧によりディスプレーサ（５）を往復動させて
冷媒ガスを膨張室（１８）で膨張させることにより、シ
リンダ（２）先端のコールドヘッド（３）に寒冷を発生
させるようになされている。

尚、（１３）はディスプレーサ（５）の常温側ヘッド（
７）周りに配置された常温側シール、（１４）は同様に
低温側ヘッド（１１）周りに配置された低温側シールで
ある。

次に、上記実施例の作動について説明する。

冷凍機の運転に伴い、圧縮機（３１）におけるリニアモ
ータの作動によりピストンがシリンダ内で往復動じ、こ
のピストンの往復移動により圧縮室の容積が増減変化し
、圧縮室内部の冷媒が所定周期で加圧されて所定周期の
圧力波が生じる。この圧縮室は結合配管（３０）を介し
て膨張機（１）の作動室（１７）に連通しているため、
圧力が高くなったときには、加圧された冷媒ガスが作動
室（１７）に供給されて該作動室（１７）内の圧力が高
くなる。この圧力の上昇により作動室（１７）と膨張室
（１８）との間に差が生じ、この圧力差によってディス
プレーサ（５）がストロークの中立位置から第２ばね（
２１）を収縮させながらシリンダ（２）先端側に移動し
、膨張室（１８）の圧力が上昇する。この作動室（１７
）はディスプレーサ（５）内のりジェネレータ（１５）
を介して膨張室（１８）に連通しているので、次の段階
ではガスかりジェネレータ（１５）を通って冷却されな
がら膨張室（１８）に流れ、両室（１８）。

（１７）の差圧がなくなり、ディスプレーサ（５）は上
記第２ばね（２１）の伸長方向の復元力によりシリンダ
（２）基端側に移動して元の中立位置に戻る。この後、
直ちに、圧縮機（３１）のピストンが後退して圧縮室の
圧力が低下する。このため、作動室（１７）内の冷媒ガ
スが結合配管（３０）を介して圧縮機（３１）に戻り、
作動室（１７）内の圧力が膨張室（１８）よりも低下す
る。

この作動室（１７）と膨張室（１８）との圧力差によっ
てディスプレーサ（５）が今度は第１ばね（２０）を収
縮させながら中立位置からシリンダ（２）基端側に移動
し、膨張室（１８）内の冷媒ガスが断熱膨張して寒冷が
発生する。次の段階では上記膨張後のガスが膨張室（１
８）からディスプレーサ（５）内を通ってリジェネレー
タ（１５）に冷熱を与えながら作動室（１７）に向かっ
て流れ、両室（１７）、（１８）の差圧がなくなり、デ
ィスプレーサ（５）は第１ばね（２０）の伸長方向の復
元力によりシリンダ（２）先端側に移動して元の位置に
戻る。以上により１サイクルか終了し、以後、同様のサ
イクルを繰り返すことで、シリンダ（２）先端のコール
ドヘッド（３）が徐々に極低温レベルまで冷却される。

このとき、ディスプレーサ支持ばね（１つ）は円錐コイ
ルばねからなる１対のばね（２０）。

（２１）で構成されているため、ディスプレーサ（５）
の中立位置からの変位量が小さいときには、各ばね（２
０）、　　（２１）のばね定数は小さくなり、ディスプ
レーサ（５）は−気に移動する。しかし、その後、ディ
スプレーサ（５）の中立位置からの変位量が大きくなる
と、ばね（２０）。

（２１）のばね定数は大きくなり、ディスプレーサ（５
）の変位量はあまり変化せずに略一定になる。そして、
ガス圧が低下すると、ディスプレーサ（５）は上記とは
逆の挙動特性で中立位置に戻る。このときの膨張室（１
８）の体積変化の特性は第２図で実線にて示すようにな
り、図の破線は圧力変化の特性である。従って、ガスの
圧力振幅とディスプレーサ（５）の振幅との位相差（θ
）が大きくなるとともに、同時にディスプレーサ（５）
の振幅自体も大きくなり、よって冷凍機の能力を向上さ
せることができる。

（第２実施例） 第３図は第２実施例を示しく尚、第１図と同じ部分につ
いて同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、デ
ィスプレーサ支持ばね（１９）の構造を変えたものであ
る。

すなわち、この実施例では、ディスプレーサ支持ばね（
１９’）は第１及び第２ばね（２０’　）。

（２１’）で構成され、両ばね（２０′）、　　（２１
′）の伸長方向の付勢力によりディスプレーサ（５）を
往復ストロークの中立位置に保持している。各ばね（２
０’　）、　　（２１’　）は、ばね止め（９）から離
れた側の略半部（２０ａ’　）　、　　（２１ａ′）の
ピッチが他の部分よりも小さくされたコイルばねからな
り、ディスプレーサ（５）が中立位置から変位して各ば
ね（２０’）、　　（２１’）が収縮したとき、そのデ
ィスプレーサ（５）の変位量が増大すると、上記ピッチ
の小さい部分（２０ａ’　）、　　（２１ａ’　）がス
トロークエンドで接触して、ばね定数が大きくなるよう
になっている。

したがって、この実施例では、ディスプレーサ（５）を
弾性支持する各コイルばね（２０’）。

（２１’）のピッチが部分的に異なっているので、ディ
スプレーサ（５）の中立位置からの変位量が小さいとき
には、ピッチの小さい部分（２０ａ’　）（２１ａ’）
は互いに接触せず、ばね定数は小さい。この後、ディス
プレーサ（５）の中立位置からの変位量が大きくなると
、上記ピッチの小さい部分（２０ａ’）、　　（２１ａ
’）が互いに接触し、ピッチの大きい部分のみでばね力
が生じ、ばね定数は大きくなる。よって、上記第１実施
例と同様に、ガスの圧力変化とディスプレーサ（５）変
位との位相差の増大、及びディスプレーサ（５）のスト
ローク増大を両立させることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）に係る発明では、ス
ターリング冷凍機の膨張機において、ディスプレーサを
１対の円錐コイルばねで中立位置に保持し、このディス
プレーサの中立位置からの変位量が増大するほどばね定
数が増大するようにした。

また、請求項（ａに係る発明では、ディスプレーサをピ
ッチの異なる１対のコイルばねで中立位置に保持し、デ
ィスプレーサの中立位置からの変位置が増大すると、ピ
ッチの小さい部分を接触させてばね定数が増大するよう
にした。従って、これらの発明によると、ガスの圧力振
幅とディスプレーサ振幅との位相差を太き（した状態で
、ディスプレーサ振幅自体も大きくでき、よって冷凍機
の能力の向上を有効に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は膨張機の拡大断面図、第２図は膨張室の圧力変化と体
積変化との関係を示す特性図である。 第３図は本発明の第２実施例を示す第１図相当図である
。第４図はスターリング冷凍機の従来例を示す断面図で
ある。 （１）・・・膨張機 （２）・・・シリンダ （５）・・・デイ２スプレーサ （９）・・・ばね止め （１５）・・・リジェネレータ （１７）・・・作動室 （１８）・・・膨張室 （１９）・・・ディスプレーサ支持ばね（支持手段）（
２０）、　　（２１）・・・円錐コイルばね（２０’　
）、　　（２１’　）・・・ピッチの異なるばね（２０
ａ’　）、　　（２１ａ’　）・・・小ピツチ部分（３
１）・・・圧縮機 （１）・・膨張機 （２）・・・シリンダ （５）・・・ディスプレーサ （９）・・ばね止め　　　　　　　　　　　　１９（（
１５）・・リジェネレータ （１７）・・・作動室 （１８）・・膨張室 （１９）・−・ディスプレーサ支持ばね（支持手段）（
２０）、　　（２１）・・円錐コイルばね（２０′）、
　　（２１”）・・・ピッチの異なるばね（２０ａ’　
）、　　（２１ａ’　）・・小ピツチ部分（３１）・圧
縮機 第４区 第１図 イ本精

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端にコールドヘッド（３）を有するシリンダ（
   ２）と、該シリンダ（２）内に嵌挿され、シリンダ（２
   ）内に基端側の作動室（１７）及び先端側の膨張室（１
   ８）を区画形成するディスプレーサ（５）と、該ディス
   プレーサ（５）を往復動可能に弾性支持する支持手段（
   １９）と、上記ディスプレーサ（５）に内蔵され、上記
   作動室（１７）及び膨張室（１８）に連通するリジェネ
   レータ（１５）とを備え、ディスプレーサ（５）の往復
   動に伴って膨張室（１８）で冷媒ガスを膨張させること
   により、コールドヘッド（３）に極低温レベルの寒冷を
   発生させるようにしたスターリング冷凍機の膨張機にお
   いて、 上記支持手段（１９）は、各々の伸長方向の付勢力によ
   りディスプレーサ（５）を往復ストロークの中立位置に
   保持する１対の対向するばね（２０），（２１）からな
   り、該各ばね（２０），（２１）は、ディスプレーサ（
   ５）の中立位置からの変位量が増大するほどばね定数が
   大きくなる円錐コイルばねで構成されていることを特徴
   とするスターリング冷凍機の膨張機。
2. （２）先端にコールドヘッド（３）を有するシリンダ（
   ２）と、該シリンダ（２）内に嵌挿され、シリンダ（２
   ）内に基端側の作動室（１７）及び先端側の膨張室（１
   ８）を区画形成するディスプレーサ（５）と、該ディス
   プレーサ（５）を往復動可能に弾性支持する支持手段（
   １９）と、上記ディスプレーサ（５）に内蔵され、上記
   作動室（１７）及び膨張室（１８）に連通するリジェネ
   レータ（１５）とを備え、ディスプレーサ（５）の往復
   動に伴って膨張室（１８）で冷媒ガスを膨張させること
   により、コールドヘッド（３）に極低温レベルの寒冷を
   発生させるようにしたスターリング冷凍機の膨張機にお
   いて、 上記支持手段（１９）は、各々の伸長方向の付勢力によ
   りディスプレーサ（５）を往復ストロークの中立位置に
   保持する１対の対向するコイルばね（２０）、（２１）
   からなり、該各コイルばね（２０）、（２１）は、ピッ
   チが部分的に異なっていて、ディスプレーサ（５）の中
   立位置からの変位量が増大したときにピッチの小さい部
   分が接触してばね定数が大きくなるように構成されてい
   ることを特徴とするスターリング冷凍機の膨張機。