JPH07286763A - Compressor - Google Patents

Compressor

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Publication number
JPH07286763A
JPH07286763A JP7750794A JP7750794A JPH07286763A JP H07286763 A JPH07286763 A JP H07286763A JP 7750794 A JP7750794 A JP 7750794A JP 7750794 A JP7750794 A JP 7750794A JP H07286763 A JPH07286763 A JP H07286763A
Authority
JP
Japan
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piston
cylinder
fitted
spring
fitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP7750794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chikahide Fujiyama
周秀 藤山
Naoshi Kamisaka
直志 神阪
Masao Ono
正雄 大野
Ryuzo Sotojima
隆造 外島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP7750794A priority Critical patent/JPH07286763A/en
Publication of JPH07286763A publication Critical patent/JPH07286763A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To restrain the generation of contamination by a method wherein the usage of adhesive agent is reduced as much as possible while securing a necessary strength of connection. CONSTITUTION:The diameter of a shaft for a metallic piston 5 is made larger than the diameter of hole of a sliding member 57 made of synthetic resin. The piston 5 is fitted into the sliding member 57 through force fitting to fit it under the condition of close fit. An adhesive agent layer 59 is formed between both of the members 5, 5 7. A clamping force is generated between both of the members 5, 57 by the close fit whereby the strength of connection depending on the adhesive agent can be reduced by an amount corresponding to the clamping force. The engaging surface of the piston 5 is finished so as to have the surface roughness of 10S or more to 50S or less. According to this method, the securing of, a necessary strength of connection and the reduction of of the usage of adhesive agent can be contrived surely.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダに嵌挿された
ピストンをリニアモータにより往復移動させて、シリン
ダ内の作動流体に圧力波を発生させる圧縮機に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor in which a piston fitted in a cylinder is reciprocally moved by a linear motor to generate a pressure wave in a working fluid in the cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の圧縮機は、例えばフリー
ディスプレーサ形スターリング冷凍機に使用され、該冷
凍機は、極低温レベルまでの冷却ができるものであり、
図7に示すように、上記圧縮機(a)の他に、該圧縮機
(a)から吐出された作動流体としての冷媒ガスを膨張
させる膨張機(b)を備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of compressor has been used, for example, in a free displacer type Stirling refrigerator, and the refrigerator can cool to an extremely low temperature level.
As shown in FIG. 7, in addition to the compressor (a), an expander (b) for expanding a refrigerant gas as a working fluid discharged from the compressor (a) is provided.

【0003】上記圧縮機(a)は、例えば密閉状のケー
シング(c)と、該ケーシング(c)内に収容されたシ
リンダ(d)と、該シリンダ(d)内に往復移動可能に
嵌挿されたピストン(e)、該ピストン(e)を駆動す
るリニアモータ(f)とを備えている。上記シリンダ
(d)の下端部に該シリンダ(d)をケーシング(c)
に固定するためのフランジ(g)を設け、該フランジ
(g)上面に環状の永久磁石(h)を配設し、該永久磁
石(h)とシリンダ(d)との間の隙間に磁界を形成し
ている。該隙間に、上記ピストン(e)と一体に設けら
れたほぼ逆カップ状のボビン(i)を配設し、該ボビン
(i)にコイル(j)を設けている。また、上記ピスト
ン(e)はコイルばね(k)によってケーシング(c)
に弾性支持されている。そして、上記コイル(j)と永
久磁石(h)との相互作用により、上記ピストン
(e)、コイルばね(k)および圧縮室(e)内の作動
流体としての冷媒ガスは一つの振動系を共振させ、これ
により、ピストン(e)を往復移動させてシリンダ
(d)内の冷媒ガスに所定周期の圧力波を発生させてい
る。
The compressor (a) is, for example, a hermetically-sealed casing (c), a cylinder (d) housed in the casing (c), and reciprocally fitted in the cylinder (d). And a linear motor (f) that drives the piston (e). The cylinder (d) is provided at the lower end of the cylinder (d) with the casing (c).
Is provided with a flange (g), an annular permanent magnet (h) is provided on the upper surface of the flange (g), and a magnetic field is applied to the gap between the permanent magnet (h) and the cylinder (d). Is forming. A substantially inverted cup-shaped bobbin (i) integrally provided with the piston (e) is arranged in the gap, and a coil (j) is provided in the bobbin (i). Further, the piston (e) is formed by the coil spring (k) into the casing (c).
It is elastically supported by. Then, due to the interaction between the coil (j) and the permanent magnet (h), the piston (e), the coil spring (k), and the refrigerant gas as the working fluid in the compression chamber (e) form one vibration system. Resonance causes the piston (e) to reciprocate to generate a pressure wave of a predetermined cycle in the refrigerant gas in the cylinder (d).

【0004】一方、上記膨張機(b)は、円筒状シリン
ダ(m)と、該円筒状シリンダ(m)内に往復移動可能
に嵌挿されたフリーディスプレーサ(n)とを備え、該
フリーディスプレーサ(n)は円筒状シリンダ(m)内
の空間を膨張室(o)と作動室(p)とに区画してい
る。該作動室(p)内には、フリーディスプレーサ
(n)を円筒状シリンダ(m)に弾性支持するコイルば
ねから成るディスプレーサスプリング(q)が配設され
ている。フリーディスプレーサ(n)の内部には金属製
の蓄冷材(r)が充填されている一方、膨張室(o)側
の端部にガスを膨張室(o)との間で流通させる第1連
通孔(s)が、作動室(p)側の端部にガスを作動室
(p)との間で流通させる第2連通孔(t)がそれぞれ
設けられている。また、上記作動室(p)は結合配管
(u)を介して上記圧縮機(a)の圧縮室(e)に連通
し、圧縮機(a)からの圧力波によってフリーディスプ
レーサ(n)を往復移動させて冷媒ガスを膨張室(o)
で膨張させ、これにより、円筒状シリンダ(m)先端の
コールドヘッドに寒冷を発生させている。
On the other hand, the expander (b) comprises a cylindrical cylinder (m) and a free displacer (n) fitted in the cylindrical cylinder (m) so as to be reciprocally movable. (N) divides the space in the cylindrical cylinder (m) into an expansion chamber (o) and a working chamber (p). In the working chamber (p), a displacer spring (q) formed of a coil spring that elastically supports the free displacer (n) on the cylindrical cylinder (m) is arranged. The free displacer (n) is filled with a regenerator material (r) made of metal, and the end portion on the expansion chamber (o) side allows the gas to flow between the expansion chamber (o) and the first communication. The holes (s) are respectively provided with second communication holes (t) at the end on the working chamber (p) side for allowing gas to flow between the holes and the working chamber (p). Further, the working chamber (p) communicates with the compression chamber (e) of the compressor (a) through the coupling pipe (u), and reciprocates the free displacer (n) by the pressure wave from the compressor (a). Move the refrigerant gas to the expansion chamber (o)
In this way, cold is generated in the cold head at the tip of the cylindrical cylinder (m).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記圧縮機
(a)では、その構成部材の接合に接着剤を使用する場
合があり、この接着剤は製造中にガスを吸収しており、
吸収されたガス(アウトガス)は圧縮機内に徐々に放出
される(アウトガッシング)。接着剤のガス放出速度は
金属の場合よりも大きいため、非常に高い純度が求めら
れる冷媒ガスが所定の許容限度の純度よりも低い値まで
短時間に汚染され(コンタミネーション)てしまい、圧
縮機(a)の寿命を縮めるという問題があった。
By the way, in the above compressor (a), an adhesive may be used for joining the constituent members, and this adhesive absorbs gas during manufacturing,
The absorbed gas (outgas) is gradually released into the compressor (outgassing). Because the gas release rate of the adhesive is higher than that of metal, the refrigerant gas, which requires extremely high purity, is contaminated (contamination) in a short time to a value lower than the predetermined allowable purity, and the compressor is compressed. There is a problem that the life of (a) is shortened.

【0006】構成部材の接合に接着剤を使用する場合と
しては、例えば図8および図9に示すように、上記ピス
トン(e)に、該ピストン(e)の摺動を円滑にするた
めの摺動部材(v)を接合する場合がある。すなわち、
ピストン(e)の外周面に接着剤を塗布した後、該ピス
トン(e)に摺動部材(v)を外嵌し、該両部材
(e),(v)間に接着剤層(w)を形成している。接
着剤だけで所定の接合強度を得ようとすると、接着剤層
(w)の厚さを大きくする必要がある。例えば、接着剤
層(w)の厚さおよび破断に達するまでの時間を測定す
るクリープ試験では通常200時間以上の耐久時間が必
要とされ、この耐久時間を達成するには接着剤層(w)
を50〜100μmという大きな厚さにする必要があ
り、コンタミネーションの原因となっていた。
When an adhesive is used to join the constituent members, for example, as shown in FIGS. 8 and 9, the piston (e) is slid on the piston (e) for smooth sliding. The moving member (v) may be joined. That is,
After applying the adhesive to the outer peripheral surface of the piston (e), the sliding member (v) is externally fitted to the piston (e), and the adhesive layer (w) is placed between the both members (e) and (v). Is formed. In order to obtain a predetermined bonding strength only with the adhesive, it is necessary to increase the thickness of the adhesive layer (w). For example, a creep test that measures the thickness of the adhesive layer (w) and the time to reach rupture usually requires a durability time of 200 hours or more. To achieve this durability time, the adhesive layer (w) is required.
Had to be as large as 50 to 100 μm, which was a cause of contamination.

【0007】また、接着剤を使用する別の場合として次
の場合がある。すなわち、上記コイルばね(k)の両端
は、ピストンおよびケーシングにそれぞれ固定されるよ
うになっており、この固定には、通常接着剤が使用され
ている。これは、該接合部分が緩むとコイルばね(k)
のばね定数が変化し、所定周期の圧力波を発生できない
ような異常運転状態が生じるからである。そこで、従来
は、比較的多くの接着剤によってコイルばねをモールド
するようにしていたため、コンタミネーションの一因に
なっていた。
Another case in which an adhesive is used is as follows. That is, both ends of the coil spring (k) are fixed to the piston and the casing, respectively, and an adhesive is usually used for this fixing. This is because the coil spring (k) when the joint part is loosened.
This is because the spring constant changes and an abnormal operating state occurs in which a pressure wave having a predetermined period cannot be generated. Therefore, conventionally, the coil spring has been molded with a relatively large amount of adhesive, which has been a cause of contamination.

【0008】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、作動流体の高い純度
が求められる圧縮機において、嵌合し合う2部材の間に
締付け力を発生させることにより、必要な接合強度を確
保しつつ、接着剤の使用量を可能な限り減少させてコン
タミネーションの発生を抑制することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to generate a tightening force between two mating members in a compressor in which high purity of working fluid is required. By doing so, it is possible to reduce the amount of the adhesive used as much as possible while suppressing the occurrence of contamination while ensuring the required bonding strength.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明が講じた解決手段は、圧縮機と
して、ケーシング(1)内に設けられたシリンダ(3)
と、該シリンダ(3)内に往復移動可能に嵌挿されたピ
ストン(5)と、該ピストン(5)を往復移動させるリ
ニアモータ(7)とを備え、上記ピストン(5)の往復
移動により上記シリンダ(3)内の作動流体に圧力波を
発生させることを前提とする。そして、このような圧縮
機において、上記シリンダ(3)の内周面および上記ピ
ストン(5)の外周面のいずれか一方に、上記ピストン
(5)が往復移動する際に該ピストン(5)と上記シリ
ンダ(3)との間の摩擦抵抗を低減する筒状の摺動部材
(57)を嵌合する。該摺動部材(57)が嵌合される
上記ピストン(21)または上記シリンダ(3)と上記
摺動部材(57)とのうち、はめあいの軸側となる軸側
部材は、その軸径(E)がはめあいの孔側となる有孔部
材の孔径(F)よりも大きく設定されて、収縮ばめまた
は圧入によって上記有孔部材に嵌合されている構成とす
る。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, a solution means of the invention according to claim 1 is a cylinder (3) provided in a casing (1) as a compressor.
And a linear motor (7) for reciprocatingly moving the piston (5) inserted into the cylinder (3) so that the piston (5) reciprocates. It is assumed that a pressure wave is generated in the working fluid in the cylinder (3). In such a compressor, when the piston (5) reciprocates on either the inner peripheral surface of the cylinder (3) or the outer peripheral surface of the piston (5), A tubular sliding member (57) that reduces frictional resistance with the cylinder (3) is fitted. Of the piston (21) or the cylinder (3) into which the sliding member (57) is fitted and the sliding member (57), the shaft side member which is the shaft side of the fitting is the shaft diameter ( E) is set to be larger than the hole diameter (F) of the perforated member on the side of the fitting hole, and is fitted into the perforated member by shrinkage fit or press fit.

【0010】さらに、請求項2に係る発明が講じた解決
手段は、請求項1記載の圧縮機において、上記軸側部材
および上記有孔部材のいずれか一方を金属製部材とし、
他方を合成樹脂製部材とし、上記金属製部材と上記合成
樹脂製部材とを圧入によって嵌合し且つ両部材間に接着
剤を塗布して接着剤層(59)を形成しており、上記金
属製部材の嵌合面(5a)を、10S以上50S未満の
範囲の表面あらさに仕上げたものである。
Further, a solution means taken by the invention according to claim 2 is that in the compressor according to claim 1, one of the shaft side member and the perforated member is a metal member,
The other is made of a synthetic resin member, the metal member and the synthetic resin member are fitted by press fitting, and an adhesive agent is applied between both members to form an adhesive layer (59). The fitting surface (5a) of the manufacturing member is finished to have a surface roughness in the range of 10 S or more and less than 50 S.

【0011】また、請求項3に係る発明が講じた解決手
段は、圧縮機として、ケーシング(1)内に設けられた
シリンダ(3)と、該シリンダ(3)内に往復移動可能
に嵌挿されたピストン(5)と、該ピストン(5)を上
記ケーシング(1)に弾性支持させるコイルばね(3
9)と、上記ピストン(5)を往復移動させるリニアモ
ータ(7)とを備え、上記ピストン(5)の往復移動に
より上記シリンダ(3)内の作動流体に圧力波を発生さ
せることを前提とする。そして、このような圧縮機にお
いて、上記ケーシング(1)および上記ピストン(5)
のうちの少なくとも一方に、上記コイルばね(39)の
一端を固定する凸状のばね固定部(31),(37)を
形成し、該ばね固定部(31),(37)は、その外径
が上記コイルばね(39)のコイル内径よりも大きく設
定されて、収縮ばめまたは圧入によって上記コイルばね
(39)に嵌合されている構成とする。
Further, the means for solving the problems of the invention according to claim 3 is that, as a compressor, a cylinder (3) provided in a casing (1) and a reciprocatingly-movable insertion into the cylinder (3). And a coil spring (3) for elastically supporting the piston (5) on the casing (1).
9) and a linear motor (7) that reciprocates the piston (5), and it is premised that a pressure wave is generated in the working fluid in the cylinder (3) by the reciprocating movement of the piston (5). To do. And in such a compressor, the said casing (1) and the said piston (5).
At least one of them is formed with a convex spring fixing portion (31), (37) for fixing one end of the coil spring (39), and the spring fixing portion (31), (37) has The diameter is set to be larger than the coil inner diameter of the coil spring (39), and the coil spring (39) is fitted into the coil spring (39) by shrinkage fitting or press fitting.

【0012】しかも、請求項4に係る発明が講じた解決
手段は、請求項3記載の圧縮機において、上記ばね固定
部(31),(37)の外周面に上記コイルばね(3
9)が嵌合する嵌合溝(65)を設け、該嵌合溝(6
5)における上記ばね固定部(31),(37)の最小
外径(M)を上記コイルばね(39)のコイル内径
(N)よりも大きく設定する。
Further, the solution means taken by the invention according to claim 4 is the compressor according to claim 3, wherein the coil spring (3) is provided on the outer peripheral surfaces of the spring fixing portions (31), (37).
9) is provided with a fitting groove (65) into which the fitting groove (6) is fitted.
The minimum outer diameter (M) of the spring fixing portions (31) and (37) in 5) is set to be larger than the coil inner diameter (N) of the coil spring (39).

【0013】[0013]

【作用】上記の構成により、請求項1に係る発明では、
ピストン(5)外周面に摺動部材(57)が嵌合されて
いる場合、ピストン(5)が軸側部材となり、摺動部材
(57)が有孔部材となる。また、シリンダ(3)内周
面に摺動部材(57)が嵌合されている場合、摺動部材
(57)が軸側部材になり、ピストン(5)が有孔部材
となる。そして、はめあいの軸側となる軸側部材は、そ
の軸径(E)がはめあいの孔側となる有孔部材の孔径
(F)よりも大きく設定されて、収縮ばめまたは圧入に
よって上記有孔部材に嵌合されているので、上記両部材
(5),(57)のはめあいがしまりばめの状態にな
り、上記両部材(5),(57)には締付け力が生じ
る。
With the above construction, in the invention according to claim 1,
When the sliding member (57) is fitted on the outer peripheral surface of the piston (5), the piston (5) serves as the shaft side member and the sliding member (57) serves as the perforated member. Further, when the sliding member (57) is fitted to the inner peripheral surface of the cylinder (3), the sliding member (57) serves as an axial member and the piston (5) serves as a perforated member. Further, the shaft side member on the shaft side of the fit is set to have a shaft diameter (E) larger than the hole diameter (F) of the perforated member on the hole side of the fit, and the perforated member is contracted or press-fitted. Since the members (5) and (57) are fitted to each other, the fit between the members (5) and (57) is a tight fit, and a tightening force is applied to the members (5) and (57).

【0014】特に、請求項2に係る発明では、例えば軸
側部材を金属製部材とし、有孔部材を合成樹脂製部材と
した場合、金属製部材の嵌合面(5a)をあらしてお
き、該金属製部材に接着剤を塗布して合成樹脂製部材を
圧入する。
Particularly, in the invention according to claim 2, when the shaft side member is a metal member and the perforated member is a synthetic resin member, for example, the fitting surface (5a) of the metal member is exposed. An adhesive is applied to the metal member and the synthetic resin member is press-fitted.

【0015】上記金属製部材の嵌合面(5a)の凹凸の
谷で測定した外径(図3参照)と、嵌合面(5a)の表
面があらされていない部材の外径(図9参照)とが同じ
場合に、それぞれの部材の嵌合面(5a)に同じ厚さの
接着剤層(59)を形成したとき、上記金属製部材の凹
凸の山の部分には接着剤は塗布されず、その分、上記金
属製部材は表面があらされていない部材よりも接着剤の
付着量が減少する。そして、金属製部材の嵌合面(5
a)は10S以上50S未満の範囲の表面あらさに仕上
げられ、つまり、凹凸の谷の最高深さが10μm以上5
0μm未満となっている。10S未満では嵌合面(5
a)の凹凸の谷が浅く接着剤の付着量が足りないために
接合強度が不足すると共に、50S以上では凹凸の谷が
深すぎて付着量が大きくなり過ぎるために接着剤から発
生するガス(アウトガス)によるコンタミネーションが
問題になる。一方、上記範囲内では必要な接合強度の確
保および接着剤使用量の減少を確実に図り得る。
The outer diameter of the metal member measured at the valleys of the irregularities of the fitting surface (5a) (see FIG. 3) and the outer diameter of the member whose surface of the fitting surface (5a) is not exposed (FIG. 9) When the adhesive layer (59) having the same thickness is formed on the fitting surface (5a) of each member, the adhesive is applied to the uneven ridges of the metal member. Therefore, the amount of adhesive adhered to the metal member is reduced as much as that of the metal member having a surface not exposed. Then, the fitting surface of the metal member (5
a) is finished to a surface roughness in the range of 10 S or more and less than 50 S, that is, the maximum depth of the valleys of the unevenness is 10 μm or more and 5
It is less than 0 μm. If it is less than 10S, the mating surface (5
The joint strength is insufficient because the valleys of the irregularities of a) are shallow and the adhesion amount of the adhesive is insufficient, and at 50S or more, the valleys of the irregularities are too deep and the adhesion amount becomes too large. Contamination due to outgassing becomes a problem. On the other hand, within the above range, it is possible to ensure the required bonding strength and reduce the amount of adhesive used.

【0016】また、請求項3に係る発明では、ばね固定
部(31),(37)は、その外径がコイルばね(3
9)のコイル内径よりも大きく設定されて、収縮ばめま
たは圧入によってコイルばね(39)に嵌合されている
ので、ばね固定部(31),(37)とコイルばね(3
9)との間に締付け力が発生する。
In the invention according to claim 3, the spring fixing portions (31) and (37) have coil springs (3) whose outer diameters are equal to each other.
Since it is set to be larger than the coil inner diameter of 9) and is fitted into the coil spring (39) by shrinkage fitting or press fitting, the spring fixing portions (31) and (37) and the coil spring (3).
9) A tightening force is generated between and.

【0017】しかも、請求項4に係る発明では、ばね固
定部(31),(37)の嵌合溝(65)にコイルばね
(39)が嵌合するので、ばね固定部(31),(3
7)とコイルばね(39)が面接触すると共に、嵌合溝
(65)の壁がコイルばね(39)の軸線方向の移動を
阻止し、大きな接合強度が得られる。
Moreover, in the invention according to claim 4, since the coil spring (39) is fitted in the fitting groove (65) of the spring fixing portions (31) and (37), the spring fixing portions (31) and (). Three
7) and the coil spring (39) are in surface contact with each other, and the wall of the fitting groove (65) prevents the coil spring (39) from moving in the axial direction, so that a large joint strength is obtained.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は本発明の一実施例に係るスターリング冷凍機
用の圧縮機(A)を示す。該圧縮機(A)は、ピストン
対向型の振動式圧縮機であり、図示しないが、フリーデ
ィスプレーサ型膨張機と組み合わされて上記スターリン
グ冷凍機を構成する。上記圧縮機(A)は、ケーシング
(1)と、該ケーシング(1)内に設けられたシリンダ
(3)と、該シリンダ(3)に往復移動可能に嵌挿され
た図中左右一対のピストン(5),(5)と、該ピスト
ン(5),(5)をそれぞれ往復移動させる一対のリニ
アモータ(7),(7)とを備え、該一対のリニアモー
タ(7),(7)によりピストン(5),(5)を同期
して逆方向に往復移動させて作動流体としての冷媒ガス
に圧力波を発生させるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a compressor (A) for a Stirling refrigerator according to an embodiment of the present invention. The compressor (A) is a piston-opposed vibration type compressor, and is combined with a free displacer type expander (not shown) to form the Stirling refrigerator. The compressor (A) includes a casing (1), a cylinder (3) provided in the casing (1), and a pair of left and right pistons fitted in the cylinder (3) so as to be reciprocally movable. (5), (5) and a pair of linear motors (7), (7) for reciprocating the pistons (5), (5), respectively, the pair of linear motors (7), (7) Thus, the pistons (5) and (5) are synchronously reciprocated in opposite directions to generate a pressure wave in the refrigerant gas as a working fluid.

【0019】上記ケーシング(1)は、純鉄から成る左
右一対のケーシングアッセンブリ(9),(9)と、該
両ケーシングアッセンブリ(9),(9)が嵌合する円
環状のセンタベース(11)とを備えている。
The casing (1) comprises a pair of left and right casing assemblies (9), (9) made of pure iron, and an annular center base (11) into which the casing assemblies (9), (9) are fitted. ) And.

【0020】上記ケーシング(1)内には、両端が開放
された円筒状の上記シリンダ(3)がケーシング(1)
の軸線(図示せず)と同心に配設されている。上記シリ
ンダ(3)は、ステンレス鋼から成る左右一対のシリン
ダ部材(15),(15)から成り、該一対のシリンダ
部材(15),(15)の中央側端部には半径方向外方
に張り出すフランジ部(17),(17)がそれぞれ設
けられている。上記両フランジ部(17),(17)
は、それぞれセンタベース(11)に気密状に嵌合固定
されていると共に、該センタベース(11)内周面に嵌
合する規制板(19)に密着している。
Inside the casing (1), the cylindrical cylinder (3) whose both ends are open is installed in the casing (1).
Are arranged concentrically with the axis line (not shown). The cylinder (3) is composed of a pair of left and right cylinder members (15), (15) made of stainless steel, and a center side end portion of the pair of cylinder members (15), (15) is radially outward. Overhanging flange portions (17) and (17) are provided, respectively. Both flange parts (17), (17)
Are fitted and fixed to the center base (11) in an airtight manner, and are in close contact with the regulation plate (19) fitted to the inner peripheral surface of the center base (11).

【0021】上記シリンダ(3)内にはケーシング
(1)の軸線と同心に上記一対のピストン(5),
(5)が設けられており、上記シリンダ(3)と両ピス
トン(5),(5)との間には所定の微小隙間が形成さ
れている。上記シリンダ(3)内における一対のピスト
ン(5),(5)で挟まれた空間は圧縮室(21)とさ
れている。上記両フランジ部(17),(17)にはそ
の内周面から外周面に向かって延びる凹溝(23),
(23)がそれぞれ設けられ、該両フランジ部(1
7),(17)の凹溝(23),(23)により形成さ
れた空間を圧縮室(21)に連通する第1ガス通路(2
5)としている。また、上記センタベース(11)には
該第1ガス通路(25)に連通する第2ガス通路(2
7)が設けられており、該第2ガス通路(27)は図示
しない結合配管によって上記膨張機に接続されている。
Inside the cylinder (3), the pair of pistons (5), which are concentric with the axis of the casing (1),
(5) is provided, and a predetermined minute gap is formed between the cylinder (3) and both pistons (5) and (5). The space between the pair of pistons (5) and (5) in the cylinder (3) is a compression chamber (21). The flange portions (17), (17) have concave grooves (23) extending from the inner peripheral surface toward the outer peripheral surface,
(23) are provided respectively, and the flange portions (1
7), the first gas passage (2) for communicating the space formed by the concave grooves (23), (23) of (17) with the compression chamber (21)
5). In addition, the center base (11) has a second gas passage (2) communicating with the first gas passage (25).
7) is provided, and the second gas passage (27) is connected to the expander by a coupling pipe (not shown).

【0022】上記ケーシングアッセンブリ(9),
(9)の左右の開口端にはその開口を塞ぐスプリングア
ッセンブリ(29),(29)が設けられ、該各スプリ
ングアッセンブリ(29)の内面の中央部にばね固定部
としてのアッセンブリ側ホルダ(31)が取り付けられ
ている。また、上記各ピストン(5)は中心穴(33)
を有し、該中心穴(33)底面にねじ部材(35)によ
りばね固定部としてのピストン側ホルダ(37)が取り
付けられている。上記両ホルダ(31),(37)間に
はコイルばねとしてのピストンスプリング(39)が配
設されている。該各ピストンスプリング(39)の両端
部は上記両ホルダ(31),(37)にそれぞれ固定さ
れ、上記ピストンスプリング(39)によってピストン
(5)はスプリングアッセンブリ(29)に弾性支持さ
れている。
The casing assembly (9),
Spring assemblies (29), (29) for closing the openings are provided at the left and right opening ends of (9), and an assembly side holder (31) as a spring fixing portion is provided at the center of the inner surface of each spring assembly (29). ) Is attached. Further, each piston (5) has a central hole (33).
And a piston side holder (37) as a spring fixing portion is attached to the bottom surface of the center hole (33) by a screw member (35). A piston spring (39) as a coil spring is arranged between the holders (31) and (37). Both ends of each piston spring (39) are fixed to the holders (31) and (37), respectively, and the piston (5) is elastically supported by the spring assembly (29) by the piston spring (39).

【0023】上記各リニアモータ(7)は、上記シリン
ダ(3)の周りに嵌合固定された純鉄から成る円筒部材
(41)を有し、該円筒部材(41)の外周面とケーシ
ングアッセンブリ(9)内周面との間には間隙が形成さ
れている。円筒部材(41)の外周面には環状の永久磁
石(43)がケーシングアッセンブリ(9)の内周面と
所定の間隙をおいて固定されている。円筒部材(41)
およびケーシングアッセンブリ(9)を継鉄として、永
久磁石(43)により、永久磁石(43)とケーシング
アッセンブリ(9)内周面との間隙(磁気ギャップ)に
所定強度の磁界を発生させるようにしている。
Each of the linear motors (7) has a cylindrical member (41) made of pure iron fitted and fixed around the cylinder (3), and the outer peripheral surface of the cylindrical member (41) and the casing assembly. (9) A gap is formed between the inner peripheral surface and the inner peripheral surface. An annular permanent magnet (43) is fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical member (41) with a predetermined gap from the inner peripheral surface of the casing assembly (9). Cylindrical member (41)
Also, the casing assembly (9) is used as a yoke to generate a magnetic field of a predetermined intensity in the gap (magnetic gap) between the permanent magnet (43) and the inner peripheral surface of the casing assembly (9) by the permanent magnet (43). There is.

【0024】上記各ピストン(5)の中心穴(33)の
開口側端部には半径方向外側に張り出すツバ部(45)
が設けられ、該ツバ部(45)にはねじ部材(47)に
よって有底の円筒状のボビン(49)が連結されてい
る。該ボビン(49)は非磁性材料である薄肉ステンレ
ス鋼から成り、その先端部がピストン(5)と同心に配
置されて、上記永久磁石(43)とケーシングアッセン
ブリ(9)内周面との間の間隙に配置されている。上記
ボビン(49)の先端部の外周面には所定幅の凹状のコ
イル配設部(51)が設けられ、該コイル配設部(5
1)に導線が巻き付けられることによって、ボビン(4
9)に上記リニアモータ(7),(7)のコイル(5
3)が設けられている。該ボビン(49)およびコイル
(53)は、上記永久磁石(43)とケーシングアッセ
ンブリ(9)内周面との間の間隙内において軸線方向
(図中左右方向)に往復移動可能となっている。そし
て、上記両リニアモータ(7),(7)のコイル(5
3)に所定の周波数の交流を通電することにより、両ピ
ストン(5),(5)は互いに逆方向に同位相で往復移
動するようになっている。
At the end of the central hole (33) of each piston (5) on the opening side, a brim (45) is projected outward in the radial direction.
Is provided, and a cylindrical bobbin (49) having a bottom is connected to the flange portion (45) by a screw member (47). The bobbin (49) is made of thin stainless steel, which is a non-magnetic material, and its tip is arranged concentrically with the piston (5) so that it is located between the permanent magnet (43) and the inner peripheral surface of the casing assembly (9). It is located in the gap. A concave coil arrangement portion (51) having a predetermined width is provided on the outer peripheral surface of the tip end portion of the bobbin (49).
By winding a wire around 1), the bobbin (4
9) the coils (5) of the linear motors (7), (7)
3) is provided. The bobbin (49) and the coil (53) are capable of reciprocating in the axial direction (left and right direction in the drawing) in the gap between the permanent magnet (43) and the inner peripheral surface of the casing assembly (9). . Then, the coils (5) of both the linear motors (7) and (7) are
By supplying an alternating current of a predetermined frequency to 3), both pistons (5) and (5) reciprocate in the same phase in opposite directions.

【0025】また、上記ピストン(5)、ボビン(4
9)、コイル(53)、ピストンスプリング(39)お
よびばねとして作用する圧縮室(21)内の冷媒ガスは
単一の振動系を構成している。また、上記リニアモータ
(7),(7)は、ピストン(5)、ボビン(49)お
よびコイル(53)から成る可動部の質量と、ピストン
スプリング(39)のばね定数および圧縮室(21)の
冷媒ガスのガスばね定数とによって定まる所定の周波数
(例えば50Hz)に設定されており、振動系に共振を
起こさせるように設定されている。
Further, the piston (5) and the bobbin (4
9), the coil (53), the piston spring (39) and the refrigerant gas in the compression chamber (21) acting as a spring constitute a single vibration system. In the linear motors (7) and (7), the mass of the movable part including the piston (5), the bobbin (49) and the coil (53), the spring constant of the piston spring (39) and the compression chamber (21). Is set to a predetermined frequency (for example, 50 Hz) that is determined by the gas spring constant of the refrigerant gas, and is set to cause resonance in the vibration system.

【0026】上記ケーシング(1)内には、上記両ピス
トン(5),(5)がシリンダ(3)内で同じ方向に移
動する逆位相モードの振動を行うのを規制する規制機構
(55)が設けられている。該規制機構(55)は上記
両シリンダ部材(15),(15)に挟持された上記規
制板(19)を有し、該規制板(19)は、上記第1ガ
ス通路(25)を左側分流通路(25L)と右側分流通
路(25R)とに分けている。そして、圧縮室(21)
から左側分流通路(25L)、第2ガス通路(27)お
よび右側分流通路(25R)を経て圧縮室(21)に戻
る流路の流路抵抗は、圧縮室(21)を上記膨張機の作
動室に連通させる流路抵抗(左側分流通路(25L)−
第2ガス通路(27)−結合配管の間の流路抵抗、右側
分流通路(25L)−第2ガス通路(27)−結合配管
の間の流路抵抗)よりも大に設定されており、この大き
な流路抵抗により、ピストン(5),(5)が逆位相モ
ードで振動するのを規制している。
In the casing (1), a restricting mechanism (55) for restricting the vibrations of the two pistons (5), (5) in the same direction in the cylinder (3) in the opposite phase mode. Is provided. The restriction mechanism (55) has the restriction plate (19) sandwiched between the cylinder members (15) and (15), and the restriction plate (19) has the first gas passage (25) on the left side. It is divided into a diversion passage (25L) and a right diversion passage (25R). And the compression chamber (21)
The flow path resistance of the flow path that returns from the left side diversion passageway (25L), the second gas passageway (27), and the right side diversion passageway (25R) to the compression chamber (21) becomes Flow passage resistance (left side diversion passage (25L)-
It is set to be larger than the flow path resistance between the second gas passage (27) and the connecting pipe, the right side flow passage (25L) -the flow path resistance between the second gas passage (27) and the connecting pipe). The large flow path resistance restricts the pistons (5) and (5) from vibrating in the antiphase mode.

【0027】次に、上記スターリング冷凍機の作動につ
いて説明すると、圧縮機(A)における両リニアモータ
(7),(7)のコイル(53)に交流を通電すること
によってコイル(53)に交番磁界を発生させ、この交
番磁界と永久磁石(43)の磁界との相互作用により一
対のピストン(5),(5)を往復移動させる。該両ピ
ストン(5),(5)は互いに逆方向に同位相で往復移
動し、圧縮室(21)の容積を増減変化させ、圧縮室
(21)の冷媒ガスに所定周期の圧力波を発生させる。
圧縮室(21)の圧力波は、上記両ガス通路(25),
(27)および結合配管を介して膨張機の作動室に伝播
する。上記圧力波により、膨張機のディスプレーサは圧
力波と同じ周期で往復移動し、膨張室の冷媒ガスを膨張
させて冷却する。
Next, the operation of the Stirling refrigerator will be described. By alternating current to the coils (53) of both linear motors (7) and (7) in the compressor (A), alternating current is applied to the coils (53). A magnetic field is generated and the pair of pistons (5) and (5) are reciprocated by the interaction between the alternating magnetic field and the magnetic field of the permanent magnet (43). The pistons (5) and (5) reciprocally move in opposite directions to each other in the same phase to increase or decrease the volume of the compression chamber (21) and generate a pressure wave of a predetermined cycle in the refrigerant gas in the compression chamber (21). Let
The pressure wave in the compression chamber (21) is generated by the two gas passages (25),
Propagate to the working chamber of the expander via (27) and the connecting pipe. Due to the pressure wave, the displacer of the expander reciprocates in the same cycle as the pressure wave to expand and cool the refrigerant gas in the expansion chamber.

【0028】また、上記各ピストン(5)は金属から成
り、その外周面には、図2および図3に示すように、合
成樹脂から成る円筒状の有孔部材としての摺動部材(5
7)が接着剤層(59)を介して外嵌されており、ピス
トン(5)は金属製部材を構成し、摺動部材(57)は
合成樹脂製部材を構成している。ピストン(5)ははめ
あいの軸側である軸側部材に、摺動部材(57)ははめ
あいの孔側である有孔部材にそれぞれなっている。該摺
動部材(57)は、所定の小さい摩擦係数を有し、ピス
トン(5)の往復移動の際にピストン(5)とシリンダ
(3)との間の摩擦抵抗を低減するようになっている。
上記摺動部材(57)として、例えばPTFE(ポリテ
トラフルオロエチレン)を基材として種々の充填剤を添
加したものを用いる。以下に、摺動特性を向上させる4
種の充填材を例示する。これら4種の充填材のうちのい
ずれか1種を用いる。
The pistons (5) are made of metal, and the outer peripheral surface of the pistons (5) is made of synthetic resin and has a cylindrical sliding member (5) as a perforated member, as shown in FIGS.
7) is externally fitted via an adhesive layer (59), the piston (5) constitutes a metal member, and the sliding member (57) constitutes a synthetic resin member. The piston (5) is a shaft side member which is the shaft side of the fit, and the sliding member (57) is a perforated member which is the hole side of the fit. The sliding member (57) has a predetermined small coefficient of friction to reduce frictional resistance between the piston (5) and the cylinder (3) when the piston (5) reciprocates. There is.
As the above-mentioned sliding member (57), for example, one obtained by adding various fillers to a base material of PTFE (polytetrafluoroethylene) is used. Below, to improve the sliding characteristics 4
Examples of seed fillers are given. Any one of these four types of fillers is used.

【0029】1.ガラス繊維および顔料 2.ポリイミド 3.黒鉛 4.炭素繊維 上記ピストン(5)の軸径(E)は摺動部材(57)の
孔径(F)よりも大きく設定され、両部材(5),(5
7)のはめあいをしまりばめの状態にして、両部材
(5),(57)間に締付け力が作用するようになって
いる。
1. Glass fiber and pigment 2. Polyimide 3. Graphite 4. Carbon fiber The shaft diameter (E) of the piston (5) is set to be larger than the hole diameter (F) of the sliding member (57), and both members (5), (5)
The fitting of 7) is in a tight fit state, and the tightening force acts between both members (5) and (57).

【0030】上記ピストン(5)外周の嵌合面(5a)
は旋削加工によりあらされている。上記両部材(5),
(57)の接合強度は、該両部材(5),(57)が抜
止め状態となる所定値(例えば200kgf以上)に設
定されている。嵌合面(5a)は、旋削加工によりあら
されて、10S以上50S未満の範囲の表面あらさに仕
上げられている。したがって、嵌合面(5a)の凹凸の
谷(61)の最高深さは10μm以上50μm未満とな
り、従来の50S〜100S(凹凸の谷の最高深さは5
0μm〜100μm)の場合よりも小さくなる。この範
囲としたのは、10S未満では嵌合面(5a)の凹凸の
谷(61)が浅く接着剤の付着量が足りないために接合
強度が不足し、50S以上では凹凸の谷(61)が深す
ぎるために付着量が大きくなり過ぎ、接着剤から発生す
るガス(アウトガス)によるコンタミネーションが問題
になるからである。望ましくは、上記表面あらさの範囲
を10S〜15Sとする。必要な接合強度を確保しつ
つ、接着剤付着量を減少させ得るからである。
Fitting surface (5a) on the outer circumference of the piston (5)
Is represented by turning. Both members (5),
The joint strength of (57) is set to a predetermined value (for example, 200 kgf or more) at which both the members (5) and (57) are in a retaining state. The fitting surface (5a) is roughened by turning and finished to have a surface roughness in the range of 10 S or more and less than 50 S. Therefore, the maximum depth of the concave and convex valleys (61) of the fitting surface (5a) is 10 μm or more and less than 50 μm, and the conventional depth is 50S to 100S (the maximum depth of the concave and convex valleys is 5 μm).
0 μm to 100 μm). The range is set to be less than 10S because the concaves and convexes (61) of the fitting surface (5a) are shallow and the amount of adhesive is insufficient, resulting in insufficient bonding strength. This is because the adhesion amount becomes too large due to the excessive depth, and contamination due to gas (outgas) generated from the adhesive becomes a problem. Desirably, the range of the surface roughness is 10S to 15S. This is because it is possible to reduce the adhesion amount of the adhesive while ensuring the required bonding strength.

【0031】上記摺動部材(57)をピストン(5)に
設けるには、図3に示すように、まずピストン(5)の
嵌合面(5a)に接着剤を塗布し、嵌合面(5a)に生
じた凹凸の谷(61)に充填する。この後、ピストン
(5),(5)に、ピストン(5)の軸径(E)よりも
小さい孔径(F)を有する肉厚の摺動部材材料(B)を
圧入する。これにより、凹凸の谷(61)に接着剤層
(59)が形成される。硬度の小さい合成樹脂製の摺動
部材(57)はやや膨らみながら所定の締付け力でピス
トン(5)外周面に密着する。接着剤を乾燥させた後、
上記摺動部材材料(B)を切削し、所定厚さの摺動部材
(57)を形成する。
To provide the sliding member (57) on the piston (5), as shown in FIG. 3, first, an adhesive is applied to the fitting surface (5a) of the piston (5), and the fitting surface (5a) is applied. Fill the valleys (61) of the unevenness generated in 5a). After that, a thick sliding member material (B) having a hole diameter (F) smaller than the shaft diameter (E) of the piston (5) is press-fitted into the pistons (5) and (5). As a result, the adhesive layer (59) is formed in the concave and convex valleys (61). The sliding member (57) made of a synthetic resin having a low hardness comes into close contact with the outer peripheral surface of the piston (5) with a predetermined tightening force while slightly expanding. After drying the adhesive,
The sliding member material (B) is cut to form a sliding member (57) having a predetermined thickness.

【0032】そして、上記嵌合面(5a)があらされた
部材(処理部材)の凹凸の谷(63)で測定した外径
(G)(図3参照)と、嵌合面があらされていない部材
(未処理部材)の外径(H)(図9参照)とを同じにし
た場合、上記未処理部材に10S以上50S未満の凹凸
の高さと同じ厚さの接着剤層(59)を形成すると、上
記処理部材の凹凸の山(63)の部分には接着剤は塗布
されないため、その分、処理部材の接着剤付着量は未処
理部材のそれよりも減少する。
Then, the outer diameter (G) (see FIG. 3) measured at the valleys (63) of the irregularities of the member (processing member) having the fitting surface (5a) and the fitting surface are exposed. When the outer diameter (H) (see FIG. 9) of a non-treated member (untreated member) is made the same, an adhesive layer (59) having the same height as the unevenness of 10 S or more and less than 50 S is formed on the untreated member. Once formed, no adhesive is applied to the uneven ridges (63) of the treated member, so the amount of adhesive adhered to the treated member is reduced by that amount as compared to that of the untreated member.

【0033】また、上記ピストンスプリング(39)と
上記両ホルダ(31),(37)との接合構造を図4お
よび図5に基づいて説明すると、上記両ホルダ(3
1),(37)には外周面に嵌合溝(65)が設けら
れ、該嵌合溝(65)における上記両ホルダ(31),
(37)の最小外径(M)は、ピストンスプリング(3
9)のコイル内径(N)よりも大に設定されている。そ
して、上記ピストンスプリング(39)を回転させなが
ら上記両ホルダ(31),(37)の嵌合溝(65)に
圧入することにより、ピストンスプリング(39)の両
端部を嵌合溝(65)に嵌合固定する。嵌合溝(65)
には、ピストンスプリング(39)の1〜2巻き分が嵌
合固定されている。
The joint structure between the piston spring (39) and the holders (31) and (37) will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
1) and (37) are provided with a fitting groove (65) on the outer peripheral surface thereof, and the holders (31) in the fitting groove (65),
The minimum outer diameter (M) of (37) is the piston spring (3
It is set to be larger than the coil inner diameter (N) in 9). Then, the both ends of the piston spring (39) are fitted into the fitting groove (65) by press-fitting into the fitting groove (65) of the holders (31) and (37) while rotating the piston spring (39). Fit and fix to. Mating groove (65)
One to two turns of the piston spring (39) are fitted and fixed to the.

【0034】以上のように、上記実施例によれば、ピス
トン(5),(5)の軸径(E)を摺動部材(57)の
孔径(F)よりも大きく設定しているので、上記両部材
(5),(57)間に締付け力が生じ、その分接着剤に
よる接合強度を低減でき、その使用量を減少でき、コン
タミネーションの発生を抑制することができる。
As described above, according to the above embodiment, the shaft diameter (E) of the pistons (5), (5) is set larger than the hole diameter (F) of the sliding member (57). A tightening force is generated between the two members (5) and (57), the bonding strength of the adhesive can be reduced accordingly, the amount used can be reduced, and the occurrence of contamination can be suppressed.

【0035】さらに、嵌合面(5a)を10S以上50
S未満の範囲の表面あらさに仕上げているので、必要な
接合強度の確保および接着剤使用量の減少を確実に図り
得、効果的な接合が可能になる。
Further, the mating surface (5a) is 10S or more 50
Since the surface roughness is finished within the range of less than S, it is possible to ensure the required bonding strength and reduce the amount of adhesive used, and to achieve effective bonding.

【0036】また、上記両ホルダ(31),(37)の
外径はピストンスプリング(39)のコイル内径(N)
よりも大きく設定されているので、ピストンスプリング
(39)と上記両ホルダ(31),(37)との間には
大きな締付け力が作用する。しかも、上記両ホルダ(3
1),(37)の嵌合溝(65)にピストンスプリング
(39)を嵌合しているので、上記両ホルダ(31),
(37)とピストンスプリング(39)が面接触すると
共に、嵌合溝(65)の壁がピストンスプリング(3
9)のコイル軸線方向(ケーシング(1)の軸線方向と
同じ方向)の移動を阻止し、大きな接合強度が得られ
る。この結果、接着剤を使用することなくピストンスプ
リング(39)の抜け止めができ、コンタミネーション
を解消できる。さらには、接合状態の緩みを阻止して、
上記振動系を所定の共振状態に常に保持つつコンタミネ
ーションの発生を解消することも可能になる。
The outer diameters of the holders (31) and (37) are the inner diameter (N) of the coil of the piston spring (39).
Since it is set larger than the above, a large tightening force acts between the piston spring (39) and the holders (31) and (37). Moreover, both holders (3
Since the piston spring (39) is fitted in the fitting groove (65) of 1) and (37), both holders (31),
(37) is in surface contact with the piston spring (39), and the wall of the fitting groove (65) is in contact with the piston spring (3).
The movement in the coil axial direction of 9) (the same direction as the axial direction of the casing (1)) is prevented, and a large joint strength is obtained. As a result, the piston spring (39) can be prevented from coming off without using an adhesive, and contamination can be eliminated. Furthermore, it prevents the looseness of the joined state,
It is also possible to eliminate the occurrence of contamination while always maintaining the vibration system in a predetermined resonance state.

【0037】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形例を包含するものである。例
えば、上記実施例では摺動部材(57)にピストン
(5)を嵌合したが、摺動部材(57)をシリンダ部材
(15)に外嵌してもよい。この場合、摺動部材(5
7)が軸側部材となり、シリンダ部材(15)が有孔部
材となる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but includes various modifications. For example, although the piston (5) is fitted to the sliding member (57) in the above embodiment, the sliding member (57) may be fitted to the cylinder member (15). In this case, the sliding member (5
7) becomes the shaft side member, and the cylinder member (15) becomes the perforated member.

【0038】また、上記実施例では金属製のピストン
(5)と合成樹脂製の摺動部材(57)とを圧入する場
合について説明したが、上記両部材(5),(57)に
金属を用いて、収縮ばめによって該両部材(5),(5
7)を接合してもよい。この場合には、大きな締付け力
が発生するため、まったく接着剤を使用しないことも可
能である。
Further, in the above embodiment, the case where the metal piston (5) and the sliding member (57) made of synthetic resin are press-fitted has been described. However, metal is put in both the members (5) and (57). By using a shrink fit, both members (5), (5
7) may be joined. In this case, since a large tightening force is generated, it is possible to use no adhesive at all.

【0039】また、上記実施例では軸側部材となってい
るピストン(5)の嵌合面(5a)をあらしたが、有孔
部材となっている摺動部材(57)の嵌合面をあらして
もよい。
Further, in the above embodiment, the fitting surface (5a) of the piston (5) which is the shaft side member is shown, but the fitting surface of the sliding member (57) which is the perforated member is shown. You can do it.

【0040】また、上記実施例ではピストンスプリング
(39)を上記両ホルダ(31),(37)の嵌合溝
(65)に嵌合しているが、必ずしも両ホルダ(3
1),(37)に嵌合溝(65)を設ける必要はなく、
ピストンスプリング(39)を上記両ホルダ(31),
(37)の外周面に嵌合してもよい。
In the above embodiment, the piston spring (39) is fitted in the fitting groove (65) of the holders (31) and (37), but the holders (3) are not always required.
It is not necessary to provide the fitting groove (65) in 1) and (37),
Attach the piston spring (39) to both holders (31),
You may fit on the outer peripheral surface of (37).

【0041】また、最小外径(M)をコイル内径(N)
よりも大にするのは、上記両ホルダ(31),(37)
のいずれか一方であってもよい。
The minimum outer diameter (M) is the coil inner diameter (N)
More than that, both holders (31), (37)
Either of them may be used.

【0042】次に、上記ピストンと摺動部材との接合強
度の確認試験を行った。以下、説明する。 (供試品) ピストン:真鍮製のシャフトを使用 摺動部材:ベアリーFL3030(ルーロンJ)のブッ
シュを使用。ブッシュ内周面はTOS処理済み 接着剤:住友3M製エポキシ樹脂接着剤 DP−190
(グレー) シャフトのはめあいおよび表面あらさ:表1参照 (試料の製作および試験方法)シャフト表面を旋盤によ
りあらす。すべてのシャフトについて、単位面積あたり
の凹凸の谷の数を一定にしておき、シャフト毎に表面あ
らさだけを変化させた。シャフトに接着剤を塗布した
後、ブッシュを圧入し、試料を製作した。該試料を24
時間自然放置した後、島津製作所製の引張圧縮試験機に
より、接合強度を測定した。測定は、図6に示すよう
に、試料を試験機の押し治具(67)下方にセットした
後、該押し治具(67)の押圧部(67a)をブッシュ
(69)に当接させた。押し治具(67)を降下させて
試料のブッシュ(69)に下向きの力を加えていき、ブ
ッシュ(69)をシャフト(71)から剥がした。ま
た、比較例として、接着剤を塗布しないでシャフト(7
1)とブッシュ(69)とを嵌合したものを製作し、同
様の試験を行った。
Next, a test for confirming the joint strength between the piston and the sliding member was conducted. This will be described below. (Sample) Piston: Brass shaft Sliding member: BEAREE FL3030 (LURON J) bush The inner surface of the bush has been TOS treated. Adhesive: Sumitomo 3M epoxy resin adhesive DP-190
(Gray) Shaft fitting and surface roughness: See Table 1 (Sample preparation and test method) Shaft surface is roughened. For all the shafts, the number of troughs of unevenness per unit area was kept constant, and only the surface roughness was changed for each shaft. After applying the adhesive to the shaft, the bush was press-fitted to produce a sample. 24 of the sample
After allowing to stand naturally for a time, the bonding strength was measured by a tensile compression tester manufactured by Shimadzu Corporation. For the measurement, as shown in FIG. 6, the sample was set below the pressing jig (67) of the tester, and then the pressing portion (67a) of the pressing jig (67) was brought into contact with the bush (69). . The pushing jig (67) was lowered to apply a downward force to the sample bush (69), and the bush (69) was peeled off from the shaft (71). As a comparative example, the shaft (7
The one in which 1) and the bush (69) were fitted was manufactured, and the same test was conducted.

【0043】(測定条件) テストスピード:50mm/min ストローク(図6の符号S):10mm チャートフルスケール:500kgf チャートレシオ:10倍 (測定項目および使用した測定機器) 接合強度:引張圧縮試験機 外観状況(ブッシュの内周面および外周面):マイクロ
スコープ シャフト表面あらさ:表面あらさ形状測定機 測定結果は表1に示す通りであった。表1には記載して
いないが、表面あらさが10S未満の試料の接合強度は
200kgfよりも小さかった。また、シャフト表面を
あらさずに50μm以上の厚さの接着剤層を形成した従
来の場合については、試料A〜Cよりも明らかに接着剤
付着量が大きいため、測定を行わなかった。
(Measurement conditions) Test speed: 50 mm / min Stroke (S in FIG. 6): 10 mm Chart full scale: 500 kgf Chart ratio: 10 times (measurement items and measuring equipment used) Bonding strength: Tensile compression testing machine Appearance Situation (inner peripheral surface and outer peripheral surface of bush): Microscope Shaft surface roughness: Surface roughness measuring instrument The measurement results were as shown in Table 1. Although not shown in Table 1, the bonding strength of the sample having a surface roughness of less than 10 S was smaller than 200 kgf. Further, in the conventional case in which the adhesive layer having a thickness of 50 μm or more was formed without roughening the surface of the shaft, the adhesive adhesion amount was obviously larger than in Samples A to C, and therefore the measurement was not performed.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】(結論)表1より、接合強度は試料B、試
料C、試料A(A−1,A−2,A−3)、比較例(A
−4,A−5)の順で大きかった。試料Bの強度が最も
大きいのはシャフトの表面あらさが大きいためであると
考えられる。同じ表面あらさである試料Aと試料Cのう
ち、試料Cの方が強度が大きいのは、試料Aよりもしめ
しろが小さく、接着剤が押し出される量が少ないためと
考えられられる。試料Cは試料Aよりも接合強度は大き
いが、シャフト側の接着剤付着量が小さく接着剤層で破
断している。一方、試料Aは試料Cよりも接着剤付着量
が大きくブッシュ部材部分において破断したため、接合
状態は試料Aが試料Cよりも優れている。接着剤を使用
しなかった比較例より、しまりばめにより、両部材間に
締付け力が作用していることが分かる。試料A〜Cの場
合、いずれもあらされたシャフト表面に接着剤が付着し
ているため、表面があらされていないシャフトの場合よ
りも付着量が少ない。各試料間では試料B、試料C、試
料Aの順で接着剤付着量が大きかった。
(Conclusion) From Table 1, the bonding strengths of Sample B, Sample C, Sample A (A-1, A-2, A-3) and Comparative Example (A
-4, A-5) in that order. It is considered that the strength of Sample B is the largest because the surface roughness of the shaft is large. Among the samples A and C having the same surface roughness, the sample C has a higher strength because the interference is smaller than that of the sample A and the amount of the adhesive extruded is small. Although the sample C has a higher bonding strength than the sample A, the amount of adhesive adhered on the shaft side is small and the sample is broken at the adhesive layer. On the other hand, sample A has a larger amount of adhesive adhered than sample C and ruptured at the bush member portion, so sample A is superior to sample C in the bonding state. From the comparative example in which no adhesive is used, it can be seen that the tightening force acts between both members due to the interference fit. In each of Samples A to C, since the adhesive is attached to the surface of the shaft that is exposed, the amount of the adhesive is smaller than that of the shaft where the surface is not exposed. Between each sample, the adhesive adhesion amount was larger in the order of sample B, sample C, and sample A.

【0046】以上より、試料A〜Cは必要な接合強度
(200kgf)を有しているので、接着剤付着量の少
ない試料Aが最も優位である。試料Bおよび試料Cでは
接合状態の優れた試料Bが優位である。この結果、試料
A、試料B、試料Cの順で優位である。
From the above, since the samples A to C have the necessary bonding strength (200 kgf), the sample A having a small amount of adhesive adhered is the most dominant. Among the samples B and C, the sample B having an excellent joined state is dominant. As a result, Sample A, Sample B, and Sample C are superior in this order.

【0047】次に、上記ピストンスプリングとホルダと
の引張試験を行った。まず、ホルダの嵌合溝にピストン
スプリングを接着剤を塗布せずに圧入し、試料を製作し
た。この試料に、上記両部材を分離する方向の引張力を
加えた。圧縮機作動時に両部材の接合部分に作用する力
程度では該接合部分に緩みは発生せず、さらに引張力を
加えたとき、ホルダが破壊して上記両部材が分離した。
このことより、接着剤なしでも圧縮機作動中に両部材の
分離はもちろん、接合の緩みも発生しないことを確認で
きた。
Next, a tensile test was conducted on the piston spring and the holder. First, a piston spring was pressed into the fitting groove of the holder without applying an adhesive, and a sample was manufactured. A tensile force was applied to the sample in the direction of separating the two members. With the degree of the force acting on the joint between the two members when the compressor was operating, the joint did not loosen, and when a tensile force was applied, the holder broke and the two members separated.
From this, it was confirmed that the two members were not separated and the joint was not loosened during the operation of the compressor even without the adhesive.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、請求項1に係る発明の圧
縮機によれば、軸側部材と有孔部材とを収縮ばめまたは
圧入によって嵌合しているので、両部材間には締付け力
が生じ、その分接着剤の使用量を減少させてアウトガス
の発生を低減でき、必要な接合強度を確保しつつ作動流
体を汚染するコンタミネーションの発生を抑制すること
ができる。特に、上記両部材に金属を用いて、収縮ばめ
により該両部材を接合する場合には大きな締付け力が発
生するため、まったく接着剤を使用しないことも可能に
なる。
As described above, according to the compressor of the first aspect of the present invention, since the shaft side member and the perforated member are fitted by shrinkage fitting or press fitting, there is no space between both members. The tightening force is generated, the amount of the adhesive used is reduced accordingly, and the generation of outgas can be reduced. It is possible to suppress the generation of contamination that contaminates the working fluid while ensuring the required bonding strength. In particular, when a metal is used for both the members and the two members are joined by shrinkage fitting, a large tightening force is generated, so that it is possible to use no adhesive at all.

【0049】さらに、請求項2に係る発明によれば、上
記軸側部材および有孔部材として一方に金属製部材を他
方に合成樹脂製部材を使用する場合、金属製部材の嵌合
面(5a)を10S以上50S未満の範囲の表面あらさ
に仕上げているので、嵌合面(5a)における凹凸の谷
の最高深さが10μm以上50μm未満となり、必要な
接合強度の確保および接着剤使用量の減少を確実に図る
ことができ、効果的な接合が可能になる。
Further, according to the invention of claim 2, when a metal member is used for one of the shaft side member and the hole member and a synthetic resin member is used for the other member, the fitting surface (5a) of the metal member is used. ) Is finished to have a surface roughness in the range of 10 S or more and less than 50 S, the maximum depth of the valleys of the irregularities on the mating surface (5a) is 10 μm or more and less than 50 μm, which ensures the necessary bonding strength and the amount of adhesive used. The reduction can be surely achieved, and the effective joining becomes possible.

【0050】また、請求項3に係る発明によれば、ばね
固定部(31),(37)とコイルばね(39)とを収
縮ばめまたは圧入によって嵌合しているので、ばね固定
部(31),(37)とコイルばね(39)との間に締
付け力が発生し、その分接着剤使用量を減少でき、必要
な接合強度を確保しつつコンタミネーションの発生を抑
制することができる。
According to the third aspect of the invention, the spring fixing portions (31) and (37) and the coil spring (39) are fitted by shrinkage fitting or press fitting, so that the spring fixing portion ( A tightening force is generated between the coil springs (39) and (37) and the coil spring (39), and the amount of adhesive used can be reduced by that amount, and the occurrence of contamination can be suppressed while ensuring the necessary bonding strength. .

【0051】しかも、請求項4に係る発明によれば、ば
ね固定部(31),(37)の嵌合溝(65)にコイル
ばね(39)を嵌合しているので、ばね固定部(3
1),(37)とコイルばね(39)が面接触すると共
に嵌合溝(65)の壁がコイルばね(39)のコイル軸
線方向の移動を阻止することになり、接着剤を全く使用
することなくコイルばね(39)の抜け止めができ、コ
ンタミネーションを解消できるばかりか、さらには、圧
縮機の異常運転状態を引き起こす原因となる接合状態の
緩みを阻止することも可能になる。
Further, according to the invention of claim 4, since the coil spring (39) is fitted in the fitting groove (65) of the spring fixing portions (31) and (37), the spring fixing portion ( Three
1), (37) and the coil spring (39) are in surface contact with each other, and the wall of the fitting groove (65) blocks the movement of the coil spring (39) in the coil axial direction, and the adhesive is used at all. Not only can the coil spring (39) be prevented from coming off, contamination can be eliminated, and further, it becomes possible to prevent loosening of the joining state that causes abnormal operation of the compressor.

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

【図1】本発明の一実施例に係る圧縮機の縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a compressor according to an embodiment of the present invention.

【図2】ピストンと摺動部材の組付図である。FIG. 2 is an assembly diagram of a piston and a sliding member.

【図3】ピストンと摺動部材の組付け前の状態を示す図
である。
FIG. 3 is a view showing a state before assembling a piston and a sliding member.

【図4】ピストンスプリングとホルダとの組付図であ
る。
FIG. 4 is an assembly diagram of a piston spring and a holder.

【図5】ピストンスプリングとホルダの組付け前の状態
を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a state before the piston spring and the holder are assembled.

【図6】試験方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a test method.

【図7】従来のスターリング冷凍機の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a conventional Stirling refrigerator.

【図8】従来におけるピストンと摺動部材の組付図であ
る。
FIG. 8 is a conventional assembly diagram of a piston and a sliding member.

【図9】従来における、ピストンと摺動部材の組付け前
の状態を示す図である。
FIG. 9 is a view showing a conventional state before assembling a piston and a sliding member.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 3 シリンダ 5 ピストン 5a 嵌合面 7 リニアモータ 31 アッセンブリ側ホルダ(ばね固定部) 37 ピストン側ホルダ(ばね固定部) 39 ピストンスプリング(コイルばね) 57 摺動部材 65 嵌合溝 E ピストンの軸径(軸側部材の軸径) F 摺動部材の孔径(有孔部材の孔径) M アッセンブリ側ホルダおよびピストン側ホルダの
最小外径 N ピストンスプリングのコイル内径
1 Casing 3 Cylinder 5 Piston 5a Fitting Surface 7 Linear Motor 31 Assembly Side Holder (Spring Fixing Part) 37 Piston Side Holder (Spring Fixing Part) 39 Piston Spring (Coil Spring) 57 Sliding Member 65 Fitting Groove E Piston Shaft Diameter (shaft diameter of shaft-side member) F Hole diameter of sliding member (hole diameter of perforated member) M Minimum outer diameter of assembly side holder and piston side holder N Coil inner diameter of piston spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 正雄 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 外島 隆造 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Masao Ohno 1304 Kanaoka-machi, Sakai-shi, Osaka Daikin Industry Co., Ltd.Kanaoka factory (72) Inventor Ryuzo Tonoshima 1304, Kanaoka-machi, Sakai-shi, Osaka Daikin Industry Co., Ltd. Sakai Plant Kanaoka Factory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケーシング(1)内に設けられたシリン
ダ(3)と、該シリンダ(3)内に往復移動可能に嵌挿
されたピストン(5)と、該ピストン(5)を往復移動
させるリニアモータ(7)とを備え、上記ピストン
(5)の往復移動により上記シリンダ(3)内の作動流
体に圧力波を発生させる圧縮機において、 上記シリンダ(3)の内周面および上記ピストン(5)
の外周面のいずれか一方には、上記ピストン(5)が往
復移動する際に該ピストン(5)と上記シリンダ(3)
との間の摩擦抵抗を低減する筒状の摺動部材(57)が
嵌合され、 該摺動部材(57)が嵌合される上記ピストン(21)
または上記シリンダ(3)と上記摺動部材(57)との
うち、はめあいの軸側となる軸側部材は、その軸径
(E)がはめあいの孔側となる有孔部材の孔径(F)よ
りも大きく設定されて、収縮ばめまたは圧入によって上
記有孔部材に嵌合されていることを特徴とする圧縮機。
1. A cylinder (3) provided in a casing (1), a piston (5) inserted in the cylinder (3) so as to be reciprocally movable, and the piston (5) is reciprocally moved. A compressor provided with a linear motor (7) for generating a pressure wave in a working fluid in the cylinder (3) by reciprocating movement of the piston (5), the inner peripheral surface of the cylinder (3) and the piston (3). 5)
The piston (5) and the cylinder (3) when the piston (5) reciprocates on either one of the outer peripheral surfaces of the cylinder (3).
The piston (21) is fitted with a tubular sliding member (57) for reducing frictional resistance between the piston and the sliding member (57).
Or, of the cylinder (3) and the sliding member (57), the shaft side member on the shaft side of the fit is the hole diameter (F) of the perforated member whose shaft diameter (E) is the hole side of the fit. A compressor that is set larger than the above and is fitted into the perforated member by shrinkage fitting or press fitting.
【請求項2】 上記軸側部材および上記有孔部材のいず
れか一方は金属製部材から成り、他方は合成樹脂製部材
から成り、上記金属製部材と上記合成樹脂製部材とは圧
入によって嵌合され且つ両部材間には接着剤が塗布され
て接着剤層(59)が形成されており、上記金属製部材
の嵌合面(5a)は、10S以上50S未満の範囲の表
面あらさに仕上げられている請求項1記載の圧縮機。
2. One of the shaft side member and the perforated member is made of a metal member and the other is made of a synthetic resin member, and the metal member and the synthetic resin member are fitted by press fitting. And an adhesive layer (59) is formed between both members to form an adhesive layer (59), and the fitting surface (5a) of the metal member is finished to have a surface roughness in the range of 10S or more and less than 50S. The compressor according to claim 1, wherein:
【請求項3】 ケーシング(1)内に設けられたシリン
ダ(3)と、該シリンダ(3)内に往復移動可能に嵌挿
されたピストン(5)と、該ピストン(5)を上記ケー
シング(1)に弾性支持させるコイルばね(39)と、
上記ピストン(5)を往復移動させるリニアモータ
(7)とを備え、上記ピストン(5)の往復移動により
上記シリンダ(3)内の作動流体に圧力波を発生させる
圧縮機において、 上記ケーシング(1)および上記ピストン(5)のうち
の少なくとも一方には、上記コイルばね(39)の一端
を固定する凸状のばね固定部(31),(37)が形成
され、該ばね固定部(31),(37)は、その外径が
上記コイルばね(39)のコイル内径よりも大きく設定
されて、収縮ばめまたは圧入によって上記コイルばね
(39)に嵌合されていることを特徴とする圧縮機。
3. A cylinder (3) provided in a casing (1), a piston (5) fitted in the cylinder (3) so as to be capable of reciprocating movement, and the piston (5) provided in the casing (3). A coil spring (39) elastically supported by 1),
A compressor that includes a linear motor (7) that reciprocates the piston (5), and that generates a pressure wave in the working fluid in the cylinder (3) by the reciprocating movement of the piston (5), wherein the casing (1 ) And at least one of the piston (5) is provided with convex spring fixing portions (31) and (37) for fixing one end of the coil spring (39), and the spring fixing portion (31). , (37) has an outer diameter larger than the inner diameter of the coil spring (39) and is fitted into the coil spring (39) by shrinkage fit or press fit. Machine.
【請求項4】 上記ばね固定部(31),(37)の外
周面には上記コイルばね(39)が嵌合する嵌合溝(6
5)が設けられ、該嵌合溝(65)における上記ばね固
定部(31),(37)の最小外径(M)は上記コイル
ばね(39)のコイル内径(N)よりも大きく設定され
ている請求項3記載の圧縮機。
4. A fitting groove (6) into which the coil spring (39) is fitted, on the outer peripheral surface of the spring fixing portions (31), (37).
5) is provided, and the minimum outer diameter (M) of the spring fixing portions (31) and (37) in the fitting groove (65) is set to be larger than the coil inner diameter (N) of the coil spring (39). The compressor according to claim 3, wherein
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102713467A (en) * 2010-02-24 2012-10-03 Lg电子株式会社 Cryogenic refrigerator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102713467A (en) * 2010-02-24 2012-10-03 Lg电子株式会社 Cryogenic refrigerator

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