JPH09178282A - Stirling refrigerator and its manufacture - Google Patents

Stirling refrigerator and its manufacture

Info

Publication number
JPH09178282A
JPH09178282A JP34144995A JP34144995A JPH09178282A JP H09178282 A JPH09178282 A JP H09178282A JP 34144995 A JP34144995 A JP 34144995A JP 34144995 A JP34144995 A JP 34144995A JP H09178282 A JPH09178282 A JP H09178282A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
cylinder body
dewar
expander
cold head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP34144995A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2785781B2 (en
Inventor
Chikahide Fujiyama
周秀 藤山
Ryuzo Sotojima
隆造 外島
Naoshi Kamisaka
直志 神阪
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=18346168&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH09178282(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP7341449A priority Critical patent/JP2785781B2/en
Publication of JPH09178282A publication Critical patent/JPH09178282A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2785781B2 publication Critical patent/JP2785781B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform assembly of members through a simple assembly work with high precision when a plurality of members are integrally assembled to a cylinder body, in the expansion device of a Stirling refrigerator. SOLUTION: The inside diameters of a cold head 36, integrally assembled to a tubular cylinder body 35, a Dewar-mounting flange 37, a radiation member 38, and a piping coupling member 39 are caused to approximately coincide with he outside diameter of the cylinder body 35. The cold head 36 is fitted externally of the tip part of the cylinder body 35 and the Dewar-mounting flange 37, the radiation member 38, and the piping coupling member 39 are fitted externally of the base end part of the cylinder body 35. Each fit-in part is joined through vacuum brazing.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング冷凍
機及びその製造方法に係り、特に、シリンダ内でフリー
ディスプレーサが往復移動することにより、冷媒を膨張
させて寒冷を発生させる膨張機の構造及びその組立て方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Stirling refrigerating machine and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a structure of an expander for generating cold by causing a free displacer to reciprocate in a cylinder to expand a refrigerant to generate cold. It relates to an assembling method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、極低温レベルの寒冷を発生さ
せる小型冷凍機の一種として、例えば特開平2−500
52号公報に開示されているフリーディスプレーサ型ス
ターリング冷凍機が知られている。この冷凍機は、冷媒
ガスを圧縮する圧縮機と、該圧縮機から吐出された冷媒
ガスを膨張させる膨張機とが連結管によって連結されて
構成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a kind of a small refrigerator which generates cryogenic temperature, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-500
A free displacer type Stirling refrigerator disclosed in Japanese Patent Publication No. 52 is known. This refrigerator is configured by connecting a compressor that compresses a refrigerant gas and an expander that expands the refrigerant gas discharged from the compressor through a connecting pipe.

【0003】上記膨張機は、先端部分がコールドヘッド
に形成された有底円筒状のシリンダと、該シリンダの内
部に往復移動可能に嵌挿され、このシリンダとの間で膨
張室を形成するフリーディスプレーサとを備えている。
そして、圧縮機で発生する所定周期の圧力波をフリーデ
ィスプレーサが受けてシリンダ内で往復移動し、上記膨
張室で冷媒を膨張させることによってコールドヘッドに
極低温レベルの寒冷を生じさせる。
[0003] The above-mentioned expander is a free-standing cylinder which is reciprocally fitted into a bottomed cylindrical cylinder having a tip portion formed in a cold head and reciprocally moves inside the cylinder. And a displacer.
Then, the free displacer receives a pressure wave of a predetermined cycle generated by the compressor, reciprocates in the cylinder, and expands the refrigerant in the expansion chamber, thereby causing a cryogenic level of cold in the cold head.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の膨
張機を構成するシリンダは、その各部分によって要求さ
れる熱伝導率が異なる。つまり、シリンダの先端側(コ
ールドヘッド部分)では外気から熱を奪い、基端側では
この先端側から奪った熱を外部に放出する必要があるた
めに、このシリンダの先端部分及び基端部分には高い熱
伝導率が要求される。一方、シリンダの中間部分では、
上記基端側から先端側に向うシリンダ管壁の熱伝導によ
り冷凍機の能力が低下してしまうことを抑制するために
低い熱伝導率が要求される。つまり、シリンダの先端部
分、中間部分及び基端部分を夫々要求に応じた熱伝導率
を有する材質で成る別部品で構成し、これらを一体的に
組付けることが好ましい。
By the way, the cylinders that constitute this type of expander differ in the required thermal conductivity depending on their respective parts. In other words, on the distal end side (cold head portion) of the cylinder, it is necessary to remove heat from the outside air, and on the proximal end side, it is necessary to release the heat taken from the distal end side to the outside. Requires high thermal conductivity. On the other hand, in the middle part of the cylinder,
A low heat conductivity is required to prevent the performance of the refrigerator from being reduced due to the heat conduction of the cylinder tube wall from the base end side to the front end side. That is, it is preferable that the distal end portion, the intermediate portion, and the proximal end portion of the cylinder are each formed of a separate component made of a material having a thermal conductivity according to a request, and these are integrally assembled.

【0005】この要求を満たそうとする場合、シリンダ
は、熱伝導率が低くしかも薄肉の直管部材で成るシリン
ダ本体に対し、シリンダの先端部を構成する熱伝導率の
高い材料で成るコールドヘッド、シリンダの基端部を構
成する同じく熱伝導率の高い材料で成る放熱部材といっ
た複数の部材が一体的に組付けられて構成されることに
なる。また、これらの組付けに関し、実用性の向上を図
るためには、簡単な組付け作業でもって高い精度でこれ
ら各部材を一体的に組付けることが要求されるが、これ
まで、この点に関して考慮されたものは提案されていな
い。
In order to satisfy this demand, the cylinder is provided with a cold head made of a material having a high thermal conductivity, which constitutes the tip of the cylinder, with respect to a cylinder body having a low thermal conductivity and a thin straight pipe member. A plurality of members, such as a heat dissipating member made of a material having a high thermal conductivity, constituting the base end portion of the cylinder are integrally assembled. In addition, regarding these assembling, in order to improve the practicality, it is required to assemble these members integrally with a high precision by a simple assembling work. No consideration has been proposed.

【0006】また、一般に、この種の膨張機は、極低温
になるコールドヘッドでの結露の発生を回避するため
に、このシリンダの外周囲を真空デュアーによって覆
い、コールドヘッドの周囲を真空状態にしている。この
ため、この真空デュアーをねじ止めなどによって取付け
るための取付フランジをシリンダに設ける必要がある。
この際、取付フランジをシリンダと一体形成することも
考えられるが、上述した基端側から先端側に向うシリン
ダ管壁の熱伝導を抑制するためには、このシリンダの壁
面厚さ寸法はできるだけ小さく(極薄肉に)設定する必
要があるのに対し、上記取付フランジには真空デュアー
をねじ止めする際の締付けトルクに絶え得るだけの板厚
寸法が必要である。つまり、取付フランジをシリンダと
一体形成する場合には、極薄肉の部分と比較的厚肉の部
分とを一体形成することになるので加工が困難であり加
工コストも増大してしまう。このため、この取付フラン
ジをシリンダとは別部材にし、これをシリンダに一体的
に組付けることが好ましい。
In general, in order to avoid the occurrence of dew condensation in a cold head which becomes extremely low in temperature, this type of expander covers the outer periphery of the cylinder with a vacuum dewar and evacuates the periphery of the cold head. ing. For this reason, it is necessary to provide a mounting flange on the cylinder for mounting the vacuum dewar by screwing or the like.
At this time, it is conceivable that the mounting flange is formed integrally with the cylinder.However, in order to suppress the heat conduction of the cylinder pipe wall from the base end side to the distal end side, the wall thickness dimension of the cylinder is as small as possible. While it is necessary to set the thickness (to be extremely thin), the mounting flange needs to have a plate thickness dimension that can keep the tightening torque at the time of screwing the vacuum dewar. In other words, when the mounting flange is formed integrally with the cylinder, an extremely thin portion and a relatively thick portion are integrally formed, which makes the processing difficult and increases the processing cost. For this reason, it is preferable that this mounting flange is formed as a separate member from the cylinder, and this is integrally assembled with the cylinder.

【0007】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、スターリング冷凍機の膨張機
に対しシリンダ本体に対して複数の部材を一体的に組付
ける場合に、簡単な組付け作業でもって高い精度でこれ
ら各部材を組付け可能とすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to simplify a case where a plurality of members are integrally assembled to a cylinder body with respect to an expander of a Stirling refrigerator. An object of the present invention is to make it possible to assemble these members with high accuracy by a simple assembling operation.

【0008】[0008]

【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、本発明が講じた手段は、円筒状のシリンダ本体に
対して、コールドヘッドや放熱部材を外嵌合させること
で一体的に組付けるようにした。
In order to achieve the above-mentioned object, the means adopted by the present invention is to integrally integrate a cold head and a heat radiating member into a cylindrical cylinder body. It was assembled.

【0009】具体的に、請求項1記載の発明は、シリン
ダ(30)内にフリーディスプレーサ(31)が往復動自在に挿
通された膨張機(2) と圧縮機(1) とが連結され、圧縮機
(1)で圧縮した冷媒を膨張機(2) に供給し、該膨張機(2)
におけるフリーディスプレーサ(31)の往復動により冷
媒を膨張させてシリンダ(30)の先端部で寒冷を発生する
スターリング冷凍機を前提としている。そして、円筒状
のシリンダ本体(35)に対し、その先端部に、内径寸法が
シリンダ本体(35)の外径寸法に略一致した有底円筒状の
コールドヘッド(36)を、また、基端部に、シリンダ本体
(35)の外径寸法に略一致した径寸法の中心孔(38c) を有
する放熱部材(38)を夫々外嵌合させてシリンダ(30)を構
成するようにした。
More specifically, according to the first aspect of the present invention, an expander (2) having a free displacer (31) reciprocally inserted in a cylinder (30) is connected to a compressor (1). Compressor
The refrigerant compressed in (1) is supplied to the expander (2), and the expander (2)
It is assumed that a Stirling refrigerator that expands the refrigerant by reciprocating motion of the free displacer (31) and generates cold at the tip of the cylinder (30). Then, at the distal end of the cylindrical cylinder body (35), a bottomed cylindrical cold head (36) having an inner diameter substantially matching the outer diameter of the cylinder body (35) is provided. Part of the cylinder body
A heat radiating member (38) having a center hole (38c) having a diameter substantially equal to the outer diameter of (35) is externally fitted to each other to form a cylinder (30).

【0010】このような構成により、スターリング冷凍
機の駆動時には、圧縮機(1) で圧縮した冷媒が膨張機
(2) に供給され、該膨張機(2) において冷媒が膨張する
ことによりシリンダ(30)の先端部で寒冷が発生すること
になる。また、円筒状のシリンダ本体(35)に対し、その
先端部にコールドヘッド(36)を、また、基端部に放熱部
材(38)を夫々外嵌合させてシリンダ(30)を構成している
ので、シリンダ(30)の組立て作業が簡略であり、組付け
精度も良好に得られる。また、コールドヘッド(36)の内
径寸法及び放熱部材(38)の中心孔(38c) の径寸法を夫々
シリンダ本体(35)の外径寸法に略一致させることで、こ
れらがシリンダ本体(35)に良好に組付けられることにな
るので、各々の部材の設計が簡単である。
With such a configuration, when the Stirling refrigerator is driven, the refrigerant compressed by the compressor (1) is supplied to the expander.
(2), and the refrigerant expands in the expander (2), so that cold occurs at the tip of the cylinder (30). Further, a cylinder (30) is formed by externally fitting a cold head (36) at the distal end of the cylindrical cylinder body (35) and a heat radiating member (38) at the proximal end thereof. Therefore, the assembling work of the cylinder (30) is simplified, and good assembling accuracy is obtained. Also, by making the inner diameter of the cold head (36) and the diameter of the center hole (38c) of the heat dissipating member (38) substantially coincide with the outer diameter of the cylinder body (35), respectively, Therefore, the design of each member is simple.

【0011】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
のスターリング冷凍機において、コールドヘッド(36)の
外周囲を真空デュアー(34)によって覆い、シリンダ本体
(35)に、該シリンダ本体(35)の外径寸法に略一致した径
寸法の中心孔(37a) を有し、且つ上記真空デュアー(34)
を支持するデュアー取付フランジ(37)を外嵌合した構成
としている。
According to a second aspect of the present invention, in the Stirling refrigerator according to the first aspect, the outer periphery of the cold head (36) is covered with a vacuum dewar (34), and the cylinder body is provided.
(35) has a center hole (37a) having a diameter substantially matching the outer diameter of the cylinder body (35), and the vacuum dewar (34)
And a dewar mounting flange (37) for supporting the outside.

【0012】この構成により、冷凍機の駆動時にコール
ドヘッド(36)での結露の発生を防止する真空デュアー(3
4)を支持するためのデュアー取付フランジ(37)も上述し
た請求項1記載の発明に係るコールドヘッド(36)及び放
熱部材(38)と同様に、簡単な組付け作業で精度良くシリ
ンダ本体(35)に組付けられることになる。
With this configuration, the vacuum dewar (3) for preventing dew condensation on the cold head (36) when the refrigerator is driven.
Similarly to the cold head (36) and the heat dissipating member (38) according to the first aspect of the present invention, the dewar mounting flange (37) for supporting the cylinder body (4) can be accurately assembled by a simple assembling operation. 35).

【0013】請求項3記載の発明は、上記請求項2記載
のスターリング冷凍機において、コールドヘッド(36)、
放熱部材(38)及びデュアー取付フランジ(37)を、シリン
ダ本体(35)に対して真空ろう付けによって一体的に接合
した構成としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the Stirling refrigerator according to the second aspect, wherein the cold head (36),
The heat dissipating member (38) and the dewar mounting flange (37) are integrally joined to the cylinder body (35) by vacuum brazing.

【0014】この構成により、コールドヘッド(36)、放
熱部材(38)及びデュアー取付フランジ(37)がシリンダ本
体(35)に対して強固に接合されることになる。
With this configuration, the cold head (36), the heat radiating member (38) and the dewar mounting flange (37) are firmly joined to the cylinder body (35).

【0015】請求項4記載の発明は、円筒状のシリンダ
本体に対して、コールドヘッドや放熱部材等を外嵌合さ
せることでシリンダを構成する製造方法である。つま
り、先端部が真空デュアー(34)によって覆われたシリン
ダ(30)内にフリーディスプレーサ(31)が往復動自在に挿
通された膨張機(2) と圧縮機(1) とが連結管(9) によっ
て連結され、圧縮機(1) で圧縮した冷媒を連結管(9) に
より膨張機(2) に供給し、該膨張機(2) におけるフリー
ディスプレーサ(31)の往復動により冷媒を膨張させてシ
リンダ(30)の先端部で寒冷を発生するスターリング冷凍
機の製造方法を前提としている。そして、円筒状のシリ
ンダ本体(35)に対し、その先端部に、内径寸法がシリン
ダ本体(35)の外径寸法に略一致した有底円筒状のコール
ドヘッド(36)を、また、基端部に、シリンダ本体(35)の
外径寸法に略一致した径寸法の中心孔(38c,37a,39a) を
夫々有する放熱部材(38)、真空デュアー(34)を支持する
ためのデュアー取付フランジ(37)及び連結管(9) の一端
を支持するための連結管支持部材(39)を夫々外嵌合させ
た後、各嵌合部分にろう材を配置する。その後、真空炉
内でろう材を溶融させて各嵌合部分を一体的に接合す
る。更に、その後、シリンダ本体(35)の内部に、その基
端側からフリーディスプレーサ(31)を挿通するようにし
ている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a cylinder by externally fitting a cold head, a heat radiating member, and the like to a cylindrical cylinder body. That is, the expander (2) and the compressor (1) in which the free displacer (31) is reciprocally inserted into the cylinder (30) whose tip is covered by the vacuum dewar (34) are connected to the connecting pipe (9). ), The refrigerant compressed by the compressor (1) is supplied to the expander (2) by the connecting pipe (9), and the refrigerant is expanded by the reciprocating motion of the free displacer (31) in the expander (2). The method is based on a method of manufacturing a Stirling refrigerator that generates cold at the tip of the cylinder (30). Then, at the distal end of the cylindrical cylinder body (35), a bottomed cylindrical cold head (36) having an inner diameter substantially matching the outer diameter of the cylinder body (35) is provided. The heat dissipating member (38), which has a central hole (38c, 37a, 39a) having a diameter substantially matching the outer diameter of the cylinder body (35), and a dewar mounting flange for supporting the vacuum dewar (34) (37) and a connecting pipe support member (39) for supporting one end of the connecting pipe (9) are respectively externally fitted, and then a brazing material is arranged at each fitting portion. Then, the brazing material is melted in a vacuum furnace to integrally join the fitting parts. Further, thereafter, the free displacer (31) is inserted into the inside of the cylinder body (35) from the base end side thereof.

【0016】この方法により、コールドヘッド(36)、放
熱部材(38)、デュアー取付フランジ(37)及び連結管支持
部材(39)を、シリンダ本体(35)に対して外嵌合状態で一
体的に接合することになり、各嵌合部分は、真空ろう付
けによって接合されているので、これら接合部分の見映
えが良好である。
According to this method, the cold head (36), the heat dissipating member (38), the dewar mounting flange (37) and the connecting pipe supporting member (39) are integrally fitted to the cylinder body (35) in an externally fitted state. Since the fitting portions are joined by vacuum brazing, the appearance of these joining portions is good.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。図1及び図2は本実施形態に係るスタ
ーリング冷凍機用の圧縮機(1) 及び膨張機(2) を夫々示
している。先ず、圧縮機(1) について説明する。この圧
縮機(1) はピストン対向型のリニアモータ圧縮機で成っ
ており、密閉円筒状のケーシング(3) を有し、このケー
シング(3) の内部に、シリンダ部材(4) が配設されてい
る。また、上記ケーシング(3)は、両端が開放された円
筒体(3a)と、該円筒体(3a)両端の開放部を閉塞する円板
状の閉塞板(3b,3b) とを備えて成る。また、シリンダ部
材(4) は、純鉄で構成され、ケーシング(3) の内壁に固
定された外筒(4a)と、該外筒(4a)の内側に所定間隔を存
した位置に配設された内筒(4b)とがドーナツ状の連結部
(4c)によって連結されて成っており、この外筒(4a)と内
筒(4b)との間にシリンダ部材(4) と同心の円筒状の凹陥
部(4d)が形成されている。また、上記内筒(4b)は本来の
シリンダとなる部分であって、その中心部がピストン挿
通孔(5) に形成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a compressor (1) and an expander (2) for a Stirling refrigerator according to the present embodiment, respectively. First, the compressor (1) will be described. The compressor (1) is a piston-facing linear motor compressor, has a closed cylindrical casing (3), and a cylinder member (4) is disposed inside the casing (3). ing. Further, the casing (3) includes a cylindrical body (3a) having both ends opened, and disc-shaped closing plates (3b, 3b) for closing open portions at both ends of the cylindrical body (3a). . The cylinder member (4) is made of pure iron, and is provided at an outer cylinder (4a) fixed to the inner wall of the casing (3) and at a position inside the outer cylinder (4a) at a predetermined interval. Donut-shaped connecting part with the inner cylinder (4b)
The outer cylinder (4a) and the inner cylinder (4b) are connected to each other, and a cylindrical recess (4d) concentric with the cylinder member (4) is formed between the outer cylinder (4a) and the inner cylinder (4b). Further, the inner cylinder (4b) is a part which becomes an original cylinder, and the center thereof is formed in the piston insertion hole (5).

【0018】そして、このシリンダ内筒(4b)のピストン
挿通孔(5) には、ピストン(6,6) が図1における左右両
側から夫々挿入され、この両ピストン(6,6) 間でシリン
ダ内筒(4b)により囲まれた部分が圧縮室(7) に形成され
ている。また、ピストン(6)の外径寸法はシリンダ内筒
(4b)の内径寸法よりも僅かに小径に形成されており、こ
の両者間に例えば10μm程度の小間隙が形成されてい
て、この小間隙がクリアランスシール若しくは流体シー
ルによってシールされて圧縮室(7) の気密性を確保する
ようになっている。また、本形態では、ピストン(6) の
外周面にシール材(6a)が設けられている。
A piston (6, 6) is inserted into the piston insertion hole (5) of the cylinder inner cylinder (4b) from each of the left and right sides in FIG. 1, and a cylinder is inserted between the pistons (6, 6). A portion surrounded by the inner cylinder (4b) is formed in the compression chamber (7). The outer diameter of the piston (6) is
(4b) is formed to have a slightly smaller diameter than the inner diameter thereof, and a small gap of, for example, about 10 μm is formed between the two, and this small gap is sealed by a clearance seal or a fluid seal to form the compression chamber (7). ) Airtightness. Further, in the present embodiment, a sealing material (6a) is provided on the outer peripheral surface of the piston (6).

【0019】また、このシリンダ部材(4) にはピストン
挿通孔(5) から半径方向に延びるガス通路(8) が形成さ
れ、該ガス通路(8) の内端は上記圧縮室(7) に開口し、
該ガス通路(8) はケーシング(3) の外周面に接続された
連結管(9) の内部通路(9a)に連通されて該連結管(9) を
介して圧縮機(1) と上記膨張機(2) とが接続されてい
る。
Further, a gas passage (8) extending in a radial direction from the piston insertion hole (5) is formed in the cylinder member (4), and an inner end of the gas passage (8) is connected to the compression chamber (7). Opening,
The gas passage (8) communicates with an internal passage (9a) of a connecting pipe (9) connected to the outer peripheral surface of the casing (3), and communicates with the compressor (1) through the connecting pipe (9). Machine (2) is connected.

【0020】そして、上記各ピストン(6,6) は、該ピス
トン(6,6) を往復駆動するリニアモータ(10,10) に駆動
連結されている。即ち、この各リニアモータ(10,10)
は、永久磁石(11)とコイル(12)とを備えて成っている。
上記永久磁石(11)は、上記シリンダ部材(4) の内筒(4b)
の外周面に外嵌合された円筒状磁石で成っている。これ
によって、この永久磁石(11)により純鉄でなるシリンダ
部材(4) を継鉄部として磁気回路が形成されてその周辺
部に所定強度の磁界が形成される。また、上記各ピスト
ン(6) は、略逆カップ状のボビン(13)に一体的に支持さ
れている。詳しくは、このボビン(13)は、円筒状のボビ
ン本体部(20)と、該ボビン本体部(20)の一側縁(図1に
おける左右外側縁)に設けられた円盤状のピストン取付
部(21)とを備えている。そして、上記ボビン本体部(20)
における外周面の一部で、上記永久磁石(11)と対向した
位置には、その外径寸法がその他の部分よりも小径とさ
れたコイル巻付部(13a) に形成され、このコイル巻付部
(13a) にコイル(12)が巻き付けられて、該コイル(12)が
上記磁気回路の磁界内に位置されている。
The pistons (6, 6) are drivingly connected to linear motors (10, 10) for reciprocatingly driving the pistons (6, 6). That is, each linear motor (10,10)
Has a permanent magnet (11) and a coil (12).
The permanent magnet (11) is an inner cylinder (4b) of the cylinder member (4).
Is formed of a cylindrical magnet externally fitted on the outer peripheral surface. As a result, a magnetic circuit is formed by the permanent magnet (11) using the cylinder member (4) made of pure iron as a yoke portion, and a magnetic field of a predetermined strength is formed around the periphery. The pistons (6) are integrally supported by a substantially inverted cup-shaped bobbin (13). Specifically, the bobbin (13) includes a cylindrical bobbin main body (20) and a disc-shaped piston mounting portion provided on one side edge (left and right outer edges in FIG. 1) of the bobbin main body (20). (21). And the bobbin main body (20)
In a part of the outer peripheral surface of the above, at a position facing the permanent magnet (11), a coil winding part (13a) having an outer diameter smaller than that of the other part is formed. Department
A coil (12) is wound around (13a), and the coil (12) is located in the magnetic field of the magnetic circuit.

【0021】また、ケーシング(3) の閉塞板(3b)には電
流導入端子(26,26) が設けられており、コイル(12)に電
流を供給するためのリード線の一端がこの電流導入端子
(26,26) に接続されている。
A current introducing terminal (26, 26) is provided on the closing plate (3b) of the casing (3), and one end of a lead wire for supplying current to the coil (12) is connected to the current introducing terminal. Terminal
(26,26).

【0022】また、上記各ピストン(6,6) の内部には、
スプリング取付け座(16a) を有するスプリング取付け部
材(16)が挿入されており、ピストン(6) の先端部には、
該ピストン(6) の軸方向に亘って貫通孔が、スプリング
取付け部材(16)にはそれに対応して雌ねじが夫々形成さ
れており、ピストン(6) の先端側からねじ(N) が螺合さ
れることによりスプリング取付け部材(16)がピストン
(6) に一体的に組付けられている。また、ケーシング
(3) の閉塞板(3b)におけるピストン(6) に対向する中央
部分には上記と同形状のスプリング取付け座(3d)が突設
されており、この各スプリング取付け座(16a,3d)に亘っ
て、ピストン(6) をシリンダ部材(4) 内で往復動可能に
弾性支持するスプリング(14)が配設されている。
In each of the pistons (6, 6),
A spring mounting member (16) having a spring mounting seat (16a) is inserted, and at the tip of the piston (6),
A through hole is formed in the axial direction of the piston (6), and a female screw is formed in the spring mounting member (16) correspondingly. A screw (N) is screwed into the piston (6) from the distal end side. The spring mounting member (16) is
(6) is integrated. Also the casing
A spring mounting seat (3d) having the same shape as above is projected from a central portion of the closing plate (3b) of the (3) facing the piston (6), and each of the spring mounting seats (16a, 3d) is protruded. A spring (14) elastically supports the piston (6) so as to reciprocate in the cylinder member (4).

【0023】このようにして圧縮機構が構成されてお
り、各ピストン(6,6) の質量やスプリング(14)のばね定
数で決まる固有振動数に対応した所定周波数(例えば5
0Hz)の交流電流を両リニアモータ(10,10) のコイル
(12,12) に同期して通電することにより、両ピストン
(6,6) を上記固有振動数で互いに逆方向に往復動させ
て、圧縮室(7) で所定周期のガス圧を発生させるように
なっている。
The compression mechanism is constructed in this manner, and has a predetermined frequency (for example, 5) corresponding to the natural frequency determined by the mass of each piston (6, 6) and the spring constant of the spring (14).
0Hz) AC current to the coils of both linear motors (10,10)
By energizing in synchronization with (12,12), both pistons
(6, 6) is reciprocated in the opposite direction at the above-mentioned natural frequency to generate a gas pressure of a predetermined cycle in the compression chamber (7).

【0024】次に、上記連結管(9) により冷媒が供給さ
れる膨張機(2) について説明する。この膨張機(2) は、
図2に示すように、シリンダ(30)と、該シリンダ(30)の
内部に往復移動可能に嵌挿されたフリーディスプレーサ
(31)とを備えており、シリンダ(30)の外周囲が真空デュ
アー(34)によって覆われて構成されている。
Next, the expander (2) to which the refrigerant is supplied by the connecting pipe (9) will be described. This expander (2)
As shown in FIG. 2, a cylinder (30) and a free displacer fitted reciprocally within the cylinder (30).
(31), and the outer periphery of the cylinder (30) is covered with a vacuum dewar (34).

【0025】以下、各部材について説明する。シリンダ
(30)は、図3及び図4に示すように、直管で成るシリン
ダ本体(35)に対し、その先端部分にコールドヘッド(36)
が、基端部分にデュアー取付けフランジ(37)、放熱部材
(38)及び配管連結部材(39)が外嵌合されて一体的に組付
けられて成っている。
Hereinafter, each member will be described. Cylinder
As shown in FIGS. 3 and 4, a cold head (36) is attached to the tip of the cylinder main body (35), as shown in FIGS.
However, the Dewar mounting flange (37) on the base end
(38) and the pipe connecting member (39) are externally fitted and integrally assembled.

【0026】シリンダ本体(35)は、例えばステンレス製
であって、上記フリーディスプレーサ(31)よりも僅かに
大径に形成され両端部が開放された薄肉の直管で成り、
外径寸法及び内径寸法は、その長手方向に亘って均一に
形成されている。
The cylinder body (35) is made of, for example, stainless steel, and is formed of a thin straight pipe having a slightly larger diameter than the free displacer (31) and open at both ends.
The outer diameter and the inner diameter are formed uniformly over the longitudinal direction.

【0027】コールドヘッド(36)は、本冷凍機の駆動に
伴って寒冷を発生する部分を構成するものであって、熱
伝導率の高い材料(例えば銅)で形成された有底円筒状
の部材で成っている。そして、その内径寸法は、上記シ
リンダ本体(35)の外径寸法に略一致しており、シリンダ
本体(35)の先端部に外嵌合されている。つまり、このコ
ールドヘッド(36)によってシリンダ本体(35)の先端部が
閉塞され、図2の如く、この先端部分においてコールド
ヘッド(36)とフリーディスプレーサ(32)との間で膨張室
(30a) が形成されている。
The cold head (36) constitutes a part that generates cold as the refrigerator is driven, and has a cylindrical shape with a bottom and made of a material having high thermal conductivity (eg, copper). It consists of members. The inner diameter dimension substantially matches the outer diameter dimension of the cylinder body (35), and is externally fitted to the tip of the cylinder body (35). That is, the distal end of the cylinder body (35) is closed by the cold head (36), and as shown in FIG. 2, the expansion chamber is interposed between the cold head (36) and the free displacer (32) at this distal end.
(30a) is formed.

【0028】デュアー取付けフランジ(37)は、比較的大
径の薄板状の部材で成っており、その中央部には上記シ
リンダ本体(35)の外径寸法に略一致した中央開口(37a)
が形成されている。また、このデュアー取付けフランジ
(37)の外周縁部の複数箇所(例えば周方向に亘って4箇
所)には、真空デュアー(34)をねじ止めするためのねじ
孔(37b,37b, …) が貫通形成されている。
The dewar mounting flange (37) is made of a thin plate-like member having a relatively large diameter, and has a central opening (37a) having a central portion substantially corresponding to the outer diameter of the cylinder body (35).
Are formed. Also, this Deur mounting flange
Screw holes (37b, 37b,...) For screwing the vacuum dewar (34) are formed in a plurality of places (for example, four places in the circumferential direction) of the outer peripheral edge of (37).

【0029】放熱部材(38)は、コールドヘッド(36)にお
いて外気から奪った熱をシリンダ(30)の基端部分で放出
するためのものであって、上記コールドヘッド(36)と同
様に熱伝導率の高い材料(例えば銅)で形成されてお
り、円筒状の本体部(38a) の外周面に外周側に向って延
びる複数枚の放熱フィン(38b,38b, …) が一体形成され
て成っている。また、上記本体部(38a) の中心部にも上
記シリンダ本体(35)の外径寸法に略一致した中央開口(3
8c) が形成されている。尚、この放熱部材(38)の中央開
口(38c) の延長方向の両端部分は僅かに大径に形成され
ている。
The heat radiating member (38) is for releasing heat taken from the outside air at the cold head (36) at the base end portion of the cylinder (30), and is similar to the cold head (36). A plurality of radiation fins (38b, 38b, ...) extending toward the outer peripheral side are formed integrally on the outer peripheral surface of the cylindrical main body (38a). Made up of In addition, a central opening (3) that substantially matches the outer diameter of the cylinder body (35) is also provided at the center of the body (38a).
8c) is formed. Both ends of the heat dissipation member (38) in the extension direction of the central opening (38c) are formed to have a slightly larger diameter.

【0030】配管連結部材(39)は、上記連結管(9) の一
端部(膨張機側の接続端部)をシリンダ(30)に接続する
ための円筒状の部材であって、軸方向に亘って貫通孔(3
9a,39b) が形成されている。この貫通孔(39a,39b) は、
配管連結部材(39)の高さ方向(軸線方向)の中間部より
も放熱部材(38)側に位置する第1貫通孔(39a) と連結管
(9) 側に位置する第2貫通孔(39b) とで成る。そして、
第1貫通孔(39a) の径寸法はシリンダ本体(35)の外径寸
法に略一致している一方、第2貫通孔(39b) の径寸法は
後述するスプリング保持部材(44)の第3部分(44d) (図
5参照)の外径寸法に一致している。
The pipe connecting member (39) is a cylindrical member for connecting one end (the connecting end on the expander side) of the connecting pipe (9) to the cylinder (30), and is provided in the axial direction. Through holes (3
9a, 39b) are formed. These through holes (39a, 39b)
A first through hole (39a) located closer to the heat radiating member (38) than an intermediate portion in the height direction (axial direction) of the pipe connecting member (39);
(9) The second through hole (39b) located on the side. And
The diameter of the first through hole (39a) is substantially equal to the outer diameter of the cylinder body (35), while the diameter of the second through hole (39b) is the third diameter of a spring holding member (44) described later. It corresponds to the outer diameter of the portion (44d) (see FIG. 5).

【0031】このように、コールドヘッド(36)の内径寸
法や、デュアー取付けフランジ(37)の中央開口(37a) 、
放熱部材(38)の中央開口(38c) 及び配管連結部材(39)の
第1貫通孔(39a) の径寸法が夫々シリンダ本体(35)の外
径寸法に略一致している。
As described above, the inner diameter of the cold head (36), the central opening (37a) of the dewar mounting flange (37),
The diameter of the central opening (38c) of the heat radiating member (38) and the diameter of the first through hole (39a) of the pipe connecting member (39) substantially match the outer diameter of the cylinder body (35).

【0032】そして、これら各部材を一体的に組付ける
際の作業としては、図3に示すように、先ず、上記コー
ルドヘッド(36)がシリンダ本体(35)の先端部分に外嵌合
され、一方、上記デュアー取付けフランジ(37)、放熱部
材(38)及び配管連結部材(39)がシリンダ本体(35)の基端
側から順に嵌め込まれて互いに重ね合わされる。そし
て、各嵌合部分にろう材を配置しておき、このようにし
て複数の部材が組合わされたケーシングを真空炉内で加
熱し、ろう材を溶融させることで、各嵌合部分の隙間に
ろう材が流れ込み、これら各嵌合部分がろう付けにより
接合される。このようにして膨張機(2) のシリンダ(30)
が作製される(図4参照)。
As an operation for assembling these members integrally, as shown in FIG. 3, first, the cold head (36) is externally fitted to the tip of the cylinder body (35). On the other hand, the dewar mounting flange (37), the heat radiating member (38), and the pipe connecting member (39) are sequentially fitted from the base end side of the cylinder body (35) and overlapped with each other. Then, a brazing material is arranged at each fitting portion, and the casing in which a plurality of members are combined in this way is heated in a vacuum furnace, and the brazing material is melted. The brazing material flows, and these fitting portions are joined by brazing. Thus, the cylinder (30) of the expander (2)
Is produced (see FIG. 4).

【0033】一方、フリーディスプレーサ(31)は、シリ
ンダ(30)内の空間を膨張室(30a) と作動室(30b) とに区
画するようにシリンダ(30)内に挿入されている。詳しく
は、筒状のディスプレーサケース(41)内に金属製の蓄冷
材(41a) が充填され、このディスプレーサケース(41)の
両端部が閉塞部材(42,43) によって閉塞されている。そ
して、先端側の閉塞部材(42)には、冷媒ガスを膨張室(3
0a) との間で流通させる第1連通孔(42a) が設けられて
いる一方、基端側の閉塞部材(43)には、冷媒ガスを作動
室(30b) との間で流通させる第2連通孔(43a) が設けら
れている。また、この基端側閉塞部材(43)の端部外周面
には、後述するディスプレーサスプリング(32)の一端部
分を装着するための螺旋溝が形成されている。
On the other hand, the free displacer (31) is inserted into the cylinder (30) so as to partition the space inside the cylinder (30) into an expansion chamber (30a) and a working chamber (30b). More specifically, a cylindrical cold storage material (41a) is filled in a cylindrical displacer case (41), and both ends of the displacer case (41) are closed by closing members (42, 43). Then, the refrigerant gas is supplied to the expansion chamber (3
0a) is provided with a first communication hole (42a) for flowing the refrigerant gas between the working chamber (30b) and the second closing hole (43) on the base end side. A communication hole (43a) is provided. Further, a spiral groove for mounting one end of a displacer spring (32) described later is formed on the outer peripheral surface of the end of the base end side closing member (43).

【0034】また、上記連結管(9) における膨張機(2)
へ接続される側の端部には、スプリング保持部材(44)が
取付けられている。このスプリング保持部材(44)は、内
部に連結管(9) の内部通路(9a)の径と同径の貫通孔(44
a) が形成されている。そして、このスプリング保持部
材(44)は、その軸方向の4箇所で外径寸法が異なってい
る。この各部の外径寸法について説明すると、先端側の
第1部分(44b) は、上記シリンダ本体(35)よりも僅かに
小径に形成されていると共に、上記基端側閉塞部材(43)
と同様にディスプレーサスプリング(32)の他端部分を装
着するための螺旋溝が形成されている。この第1部分(4
4b) の外側の第2部分(44c) は、シリンダ本体(35)の内
径寸法と略同径に形成されている。更に、その外側の第
3部分(44d) は、上記配管連結部材(39)の第2貫通孔(3
9b) と略同径に形成されている。また、その外側の第4
部分(44e) は、上記連結管(9) が装着される部分であっ
て、第2部分(44c) と同径に形成されている。
The expander (2) in the connecting pipe (9)
A spring holding member (44) is attached to the end connected to the spring. The spring holding member (44) has a through hole (44) having the same diameter as the diameter of the internal passage (9a) of the connecting pipe (9).
a) is formed. The outer diameter of the spring holding member (44) is different at four locations in the axial direction. Explaining the outer diameter of each part, the first portion (44b) on the distal end side is formed to be slightly smaller in diameter than the cylinder body (35), and the proximal end side closing member (43)
Similarly, a spiral groove for mounting the other end of the displacer spring (32) is formed. This first part (4
The outer second portion (44c) of 4b) is formed to have substantially the same diameter as the inner diameter of the cylinder body (35). Further, the third portion (44d) outside the second through-hole (3d) of the pipe connecting member (39) is provided.
9b) is formed with substantially the same diameter. In addition, the fourth outside
The portion (44e) is a portion to which the connecting pipe (9) is mounted, and has the same diameter as the second portion (44c).

【0035】そして、このスプリング保持部材(44)の第
1部分(44b) 及び基端側閉塞部材(43)の各螺旋溝にディ
スプレーサスプリング(32)の各端部が装着され、このデ
ィスプレーサスプリング(32)を介してフリーディスプレ
ーサ(31)がスプリング保持部材(44)及び連結管(9) に弾
性支持されている。
Each end of the displacer spring (32) is mounted in each of the spiral grooves of the first portion (44b) of the spring holding member (44) and the proximal end closing member (43). The free displacer (31) is elastically supported by the spring holding member (44) and the connecting pipe (9) via the element (32).

【0036】このようにして構成されたフリーディスプ
レーサ(31)が、図5の如くシリンダ(30)の基端側からそ
の内部に挿入され、スプリング保持部材(44)が配管連結
部材(39)の内面に嵌合された状態でこの両者が溶接され
ることにより膨張機(2) が構成される。
The free displacer (31) thus constructed is inserted into the cylinder (30) from the proximal end side as shown in FIG. 5, and the spring holding member (44) is connected to the pipe connecting member (39). The expander (2) is formed by welding these two pieces while being fitted to the inner surface.

【0037】次に、真空デュアー(34)について説明す
る。この真空デュアー(34)は、図2の如く、上記デュア
ー取付けフランジ(37)に支持されて、シリンダ(30)及び
コールドヘッド(36)を覆うものである。詳しくは、この
真空デュアー(34)は、例えばガラスなどで成る有底円筒
状のデュアー本体(46)と、該デュアー本体(46)の開放側
端部に、該端部から外周側に延びるように取付けられた
金属製(例えばステンレス製)のフランジ部(47)とを備
えている。そして、このフランジ部(47)には、上記デュ
アー取付けフランジ(37)のねじ孔(37b,37b, …) に対応
して同様のねじ孔(47a,47a, …) が形成されている。
Next, the vacuum dewar (34) will be described. As shown in FIG. 2, the vacuum dewar (34) is supported by the dewar mounting flange (37) and covers the cylinder (30) and the cold head (36). More specifically, the vacuum dewar (34) has a bottomed cylindrical dewar body (46) made of, for example, glass, and an open end of the dewar body (46). And a metal (for example, stainless steel) flange portion (47) attached thereto. In the flange portion (47), similar screw holes (47a, 47a,...) Are formed corresponding to the screw holes (37b, 37b,...) Of the dewar mounting flange (37).

【0038】そして、このように形成された真空デュア
ー(34)が、デュアー本体(46)がコールドヘッド(36)及び
シリンダ本体(35)の外周囲を覆い、且つフランジ部(47)
がパッキンを介してデュアー取付けフランジ(37)に重ね
合わされ、各ねじ孔(37b,47a) に亘ってねじ(N) が装着
されることにより、膨張機(2) に一体的に組付けられて
いる。これにより、シリンダ(30)及びコールドヘッド(3
6)の周囲を真空状態に保つことで、寒冷発生時における
コールドヘッド(36)での結露の発生を抑制するようにな
っている。また、この真空デュアー(34)のデュアー本体
(46)の端面部には、本冷凍機が冷却対象とする赤外線セ
ンサ(50)が取付けられており、コールドヘッド(36)で発
生する寒冷によって冷却されるようになっている。
The vacuum dewar (34) formed as described above has the dewar body (46) covering the outer periphery of the cold head (36) and the cylinder body (35), and the flange part (47).
Is superimposed on the Dewar mounting flange (37) via packing, and the screw (N) is attached over each screw hole (37b, 47a), so that it is integrally assembled with the expander (2). I have. As a result, the cylinder (30) and the cold head (3
By maintaining a vacuum around 6), the occurrence of dew condensation on the cold head (36) during cold weather is suppressed. Also, the dewar body of this vacuum dewar (34)
An infrared sensor (50) to be cooled by the refrigerator is attached to the end face of (46), and is cooled by cold generated in the cold head (36).

【0039】次に、上述の如く構成されたスターリング
冷凍機の運転動作について説明する。この運転時には、
圧縮機(1) における両リニアモータ(10,10) のコイル(1
2,12) に所定周波数(50Hz)の交流電流が同期して
通電され、この通電に伴い、永久磁石(11)及びシリンダ
部材(4) に発生する磁界の作用によりコイル(12,12)及
びピストン(6,6) がそれぞれスプリング(14)を変形させ
ながら互いに逆向きに往復動し、この両ピストン(6,6)
がシリンダ部材(4) 内で互いに同期して進退することで
圧縮室(7) の容積が増減変化し、圧縮室(7) 内に所定周
期の圧力波が生じる。そして、この圧縮室(7) は連結管
(9) を介して膨張機(2) に連通しているため、膨張機
(2) ではフリーディスプレーサ(31)が上記圧縮室(7) の
圧力波と同じ周期で往復動してその膨張室(30a) でのガ
スの膨張により寒冷が生じ、このフリーディスプレーサ
(31)の往復動の繰返しによりシリンダ(30)先端のコール
ドヘッドが極低温レベルに冷却されることになる。
Next, the operation of the above-structured Stirling refrigerator will be described. During this operation,
The coil (1) of both linear motors (10, 10) in the compressor (1)
An alternating current of a predetermined frequency (50 Hz) is synchronously applied to (2,12), and the coils (12,12) and (12,12) The pistons (6, 6) reciprocate in opposite directions while deforming the springs (14).
Move in synchronization with each other in the cylinder member (4), the volume of the compression chamber (7) increases or decreases, and a pressure wave of a predetermined cycle is generated in the compression chamber (7). And this compression chamber (7) is connected pipe
(9) communicates with the expander (2).
In (2), the free displacer (31) reciprocates in the same cycle as the pressure wave in the compression chamber (7), and the expansion of the gas in the expansion chamber (30a) causes chilling.
By repeating the reciprocating motion of (31), the cold head at the tip of the cylinder (30) is cooled to a cryogenic level.

【0040】以上説明してきたように、本形態では、膨
張機(2) のシリンダ(30)を、直管状のシリンダ本体(35)
に対して各部材(36,37,38,39) を外嵌合し、これらを真
空炉内でのろう付けによって作製したために、シリンダ
(30)の組立て作業が簡略であり、組付け精度を良好に得
ることができる。また、各部材(36,37,38,39) の内径寸
法を夫々シリンダ本体(35)の外径寸法に略一致させるこ
とで、これらがシリンダ本体(35)に良好に組付けられる
ことになるので、各々の部材の設計が簡単である。更
に、各嵌合部分の接合強度が十分に得られているばかり
でなく、この各部の見映えも良好に得ることができる。
As described above, in this embodiment, the cylinder (30) of the expander (2) is connected to the straight tubular cylinder body (35).
Since the members (36, 37, 38, 39) were externally fitted to each other and made by brazing in a vacuum furnace,
The assembling operation of (30) is simple, and good assembling accuracy can be obtained. Also, by making the inner diameter of each member (36, 37, 38, 39) substantially coincide with the outer diameter of the cylinder body (35), these can be assembled well to the cylinder body (35). Therefore, the design of each member is simple. Further, not only the joint strength of each fitting portion is sufficiently obtained, but also the appearance of each portion can be obtained well.

【0041】尚、上述した各形態では、シリンダ部材
(4) とピストン(6) との間にシール材(6a)を介在したタ
イプの圧縮機について説明したが、シリンダ部材(4) と
ピストン(6) との間に小間隙を存するように設定した非
接触タイプの圧縮機に適用してもよい。
In each of the above embodiments, the cylinder member
The type of compressor in which the sealing material (6a) is interposed between (4) and the piston (6) has been described, but it is set so that there is a small gap between the cylinder member (4) and the piston (6). It may be applied to a non-contact type compressor described above.

【0042】また、冷却対象とする赤外線センサ(50)を
真空デュアー(34)の端面部に配置した場合について説明
したが、本発明は、コールドヘッド(36)の先端面に赤外
線センサ(50)を直接取付けるものに対しても適用可能で
ある。
Although the case has been described where the infrared sensor (50) to be cooled is disposed on the end face of the vacuum dewar (34), the present invention provides an infrared sensor (50) on the tip face of the cold head (36). The present invention can also be applied to a device to which is directly attached.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、以下に述べるような効果が発揮される。請求項1記
載の発明によれば、スターリング冷凍機の膨張機に対
し、円筒状のシリンダ本体の先端部に、内径寸法がシリ
ンダ本体の外径寸法に略一致したコールドヘッドを、基
端部に、シリンダ本体の外径寸法に略一致した径寸法の
中心孔を有する放熱部材を夫々外嵌合させてシリンダを
構成するようにしたために、シリンダの組立て作業が簡
略であり、組付け精度を良好に得ることができる。つま
り、シリンダの各部分によって要求される熱伝導率に応
じ、該シリンダを、異なる材質から成る複数の部品を一
体的に組付けて作製する場合における組立て作業性が良
好であり、精度の高いシリンダを得ることができる。ま
た、コールドヘッドの内径寸法及び放熱部材の中心孔の
径寸法を夫々シリンダ本体の外径寸法に略一致させるこ
とで、これらがシリンダ本体に良好に組付けられること
になるので、各々の部材の設計が簡単である。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. According to the invention as set forth in claim 1, a cold head whose inner diameter dimension substantially matches the outer diameter dimension of the cylinder main body is provided at the distal end of the cylindrical cylinder main body with respect to the expander of the Stirling refrigerator. Since the heat dissipating members each having a center hole having a diameter substantially corresponding to the outer diameter of the cylinder body are externally fitted to each other to form the cylinder, the assembling work of the cylinder is simplified and the assembling accuracy is improved. Can be obtained. In other words, according to the thermal conductivity required by each part of the cylinder, the workability of assembling in the case of integrally assembling the cylinder with a plurality of parts made of different materials is good, and the cylinder with high accuracy Can be obtained. Also, by making the inner diameter of the cold head and the diameter of the center hole of the heat radiating member substantially correspond to the outer diameter of the cylinder body, respectively, these can be satisfactorily assembled to the cylinder body. The design is simple.

【0044】請求項2記載の発明によれば、コールドヘ
ッドの外周囲を覆う真空デュアーを支持するためのデュ
アー取付フランジをシリンダ本体に外嵌合するようにし
たために、このデュアー取付フランジも上述した請求項
1記載の発明に係るコールドヘッド及び放熱部材と同様
に、簡単な組付け作業で精度良くシリンダ本体に組付け
られることになる。従って、シリンダ本体の壁面厚さ寸
法をできるだけ小さく設定することを可能にしながら真
空デュアーをねじ止めする際の締付けトルクに絶え得る
だけの板厚寸法を有する取付フランジをシリンダ本体に
設けることができる。このため、シリンダ本体での熱伝
導による冷凍機の能力の低下を回避しながらコールドヘ
ッドの外周囲の真空状態が良好に得られ、このコールド
ヘッドでの結露の発生が確実に防止できる。
According to the second aspect of the present invention, the dewar mounting flange for supporting the vacuum dewar covering the outer periphery of the cold head is externally fitted to the cylinder body, so that the dewar mounting flange is also described above. Similarly to the cold head and the heat radiating member according to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately assemble the cylinder body with a simple assembling operation. Accordingly, it is possible to provide the cylinder body with a mounting flange having a plate thickness dimension that can be reduced to the tightening torque when screwing the vacuum dewar while allowing the wall thickness of the cylinder body to be set as small as possible. For this reason, a vacuum state around the cold head can be obtained satisfactorily while avoiding a decrease in the capacity of the refrigerator due to heat conduction in the cylinder body, and the occurrence of dew condensation on the cold head can be reliably prevented.

【0045】請求項3記載の発明によれば、コールドヘ
ッド、放熱部材及びデュアー取付フランジを、シリンダ
本体に対して真空ろう付けによって一体的に接合したた
めに、これら各部材をシリンダ本体に対して強固に接合
でき、膨張機の信頼性の向上が図れる。
According to the third aspect of the present invention, since the cold head, the heat radiating member, and the dewar mounting flange are integrally joined to the cylinder body by vacuum brazing, these members are firmly attached to the cylinder body. And expandability of the expander can be improved.

【0046】請求項4記載の発明によれば、コールドヘ
ッド、放熱部材、デュアー取付フランジ及び連結管支持
部材を、シリンダ本体に対して外嵌合状態で一体的に接
合し、この各嵌合部分を真空ろう付けによって接合した
ために、これら接合部分の見映えが良好に確保できる。
これにより、スターリング冷凍機の実用性の向上を図る
ことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the cold head, the heat radiating member, the dewar mounting flange, and the connecting pipe supporting member are integrally joined to the cylinder body in an externally fitted state, and each of the fitted portions is joined. Are joined by vacuum brazing, so that the appearance of these joined portions can be ensured well.
Thereby, the practicality of the Stirling refrigerator can be improved.

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

【図1】リニアモータ圧縮機の内部構造を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view showing an internal structure of a linear motor compressor.

【図2】膨張機の内部構造を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an internal structure of the expander.

【図3】膨張機のシリンダの組付け動作を説明するため
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining an assembling operation of a cylinder of the expander.

【図4】膨張機のシリンダを示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a cylinder of the expander.

【図5】シリンダに対するフリーディスプレーサの挿入
動作を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining an operation of inserting a free displacer into a cylinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 圧縮機 (2) 膨張機 (30) シリンダ (31) フリーディスプレーサ (34) 真空デュアー (35) シリンダ本体 (36) コールドヘッド (37) デュアー取付けフランジ (38) 放熱部材 (37a,38c) 中央開口 (1) Compressor (2) Expander (30) Cylinder (31) Free displacer (34) Vacuum dewar (35) Cylinder body (36) Cold head (37) Dewar mounting flange (38) Heat dissipation member (37a, 38c) Central opening

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ(30)内にフリーディスプレーサ
(31)が往復動自在に挿通された膨張機(2) と圧縮機(1)
とが連結され、圧縮機(1) で圧縮した冷媒を膨張機(2)
に供給し、該膨張機(2) におけるフリーディスプレーサ
(31)の往復動により冷媒を膨張させてシリンダ(30)の先
端部で寒冷を発生するスターリング冷凍機において、 上記シリンダ(30)は、円筒状のシリンダ本体(35)に対
し、その先端部に、内径寸法がシリンダ本体(35)の外径
寸法に略一致した有底円筒状のコールドヘッド(36)が、
また、基端部に、シリンダ本体(35)の外径寸法に略一致
した径寸法の中心孔(38c) を有する放熱部材(38)が夫々
外嵌合されて構成されていることを特徴とするスターリ
ング冷凍機。
1. A free displacer in a cylinder (30).
Expander (2) and compressor (1) with (31) inserted reciprocally
And the refrigerant compressed by the compressor (1) is expanded by the expander (2).
To the free displacer in the expander (2).
In a Stirling refrigerator in which the refrigerant expands by the reciprocating motion of (31) to generate cold at the tip of the cylinder (30), the cylinder (30) is configured such that the tip of the cylinder (30) moves relative to the cylindrical cylinder body (35). In addition, a cylindrical cold head (36) with a bottom whose inner diameter dimension substantially matches the outer diameter dimension of the cylinder body (35),
Further, a heat radiating member (38) having a center hole (38c) having a diameter substantially matching the outer diameter of the cylinder main body (35) is fitted to the base end portion, and each of the heat radiating members (38) is configured to be fitted to the outside. Stirling refrigerator.
【請求項2】 コールドヘッド(36)の外周囲は真空デュ
アー(34)によって覆われており、 シリンダ本体(35)には、該シリンダ本体(35)の外径寸法
に略一致した径寸法の中心孔(37a) を有し、且つ上記真
空デュアー(34)を支持するデュアー取付フランジ(37)が
外嵌合されていることを特徴とする請求項1記載のスタ
ーリング冷凍機。
2. The outer periphery of the cold head (36) is covered by a vacuum dewar (34), and the cylinder body (35) has a diameter substantially equal to the outer diameter of the cylinder body (35). 2. A Stirling refrigerator according to claim 1, wherein a dewar mounting flange (37) having a center hole (37a) and supporting said vacuum dewar (34) is externally fitted.
【請求項3】 コールドヘッド(36)、放熱部材(38)及び
デュアー取付フランジ(37)は、シリンダ本体(35)に対し
て真空ろう付けによって一体的に接合されていることを
特徴とする請求項2記載のスターリング冷凍機。
3. The cold head (36), the heat dissipating member (38) and the Dewar mounting flange (37) are integrally joined to the cylinder body (35) by vacuum brazing. Item 2. A Stirling refrigerator according to Item 2.
【請求項4】 先端部が真空デュアー(34)によって覆わ
れたシリンダ(30)内にフリーディスプレーサ(31)が往復
動自在に挿通された膨張機(2) と圧縮機(1)とが連結管
(9) によって連結され、圧縮機(1) で圧縮した冷媒を連
結管(9) により膨張機(2) に供給し、該膨張機(2) にお
けるフリーディスプレーサ(31)の往復動により冷媒を膨
張させてシリンダ(30)の先端部で寒冷を発生するスター
リング冷凍機の製造方法において、 円筒状のシリンダ本体(35)に対し、その先端部に、内径
寸法がシリンダ本体(35)の外径寸法に略一致した有底円
筒状のコールドヘッド(36)を、また、基端部に、シリン
ダ本体(35)の外径寸法に略一致した径寸法の中心孔(38
c,37a,39a) を夫々有する放熱部材(38)、真空デュアー
(34)を支持するためのデュアー取付フランジ(37)及び連
結管(9) の一端を支持するための連結管支持部材(39)を
夫々外嵌合させた後、各嵌合部分にろう材を配置し、そ
の後、真空炉内でろう材を溶融させて各嵌合部分を一体
的に接合し、更に、その後、シリンダ本体(35)の内部
に、その基端側からフリーディスプレーサ(31)を挿通す
ることを特徴とするスターリング冷凍機の製造方法。
4. An expander (2) and a compressor (1) having a free displacer (31) inserted in a reciprocatingly movable manner into a cylinder (30) whose tip is covered by a vacuum dewar (34). tube
(9), the refrigerant compressed by the compressor (1) is supplied to the expander (2) by the connecting pipe (9), and the refrigerant is reciprocated by the free displacer (31) in the expander (2). In a method for manufacturing a Stirling refrigerator in which cold is generated at the tip of a cylinder (30) by expansion, an inner diameter of an outer diameter of a cylinder body (35) is added to a tip of a cylindrical cylinder body (35). A cylindrical cold head (36) with a bottom substantially matching the dimensions, and a center hole (38) having a diameter substantially matching the outer diameter of the cylinder body (35) at the base end.
c, 37a, 39a), a vacuum dewar,
After fitting a dewar mounting flange (37) for supporting the (34) and a connecting pipe support member (39) for supporting one end of the connecting pipe (9), respectively, the brazing material is attached to each fitting part. After that, the brazing material is melted in a vacuum furnace to join the respective fitting portions together, and then, inside the cylinder body (35), the free displacer (31) is inserted from its base end side. And a method for producing a Stirling refrigerator.
JP7341449A 1995-12-27 1995-12-27 Stirling refrigerator and method of manufacturing the same Expired - Fee Related JP2785781B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7341449A JP2785781B2 (en) 1995-12-27 1995-12-27 Stirling refrigerator and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7341449A JP2785781B2 (en) 1995-12-27 1995-12-27 Stirling refrigerator and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09178282A true JPH09178282A (en) 1997-07-11
JP2785781B2 JP2785781B2 (en) 1998-08-13

Family

ID=18346168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7341449A Expired - Fee Related JP2785781B2 (en) 1995-12-27 1995-12-27 Stirling refrigerator and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2785781B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113218097A (en) * 2021-06-02 2021-08-06 苏州大学张家港工业技术研究院 Integrated Stirling refrigerator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113218097A (en) * 2021-06-02 2021-08-06 苏州大学张家港工业技术研究院 Integrated Stirling refrigerator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2785781B2 (en) 1998-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7137259B2 (en) Cryocooler housing assembly apparatus and method
EP0774630B1 (en) Stirling refrigerator
JP2785781B2 (en) Stirling refrigerator and method of manufacturing the same
JP2785780B2 (en) Stirling refrigerator and method of manufacturing the same
JPH04347460A (en) Linear motor compressor
JP2785779B2 (en) Stirling refrigerator and method of manufacturing the same
JP2626364B2 (en) Linear motor compressor
JPH04209978A (en) Linear motor compressor
JP2001289525A (en) Vibration-type compressor
JP5657479B2 (en) Regenerative refrigerator
JP2522424B2 (en) Linear motor compressor for Stirling refrigerator
JP2007285661A (en) Stirling engine
JP2955665B2 (en) Compressor for linear motor type Stirling refrigerator
JP2546081B2 (en) Linear motor compressor
JP2004092618A (en) Compressor
JP2720822B2 (en) Linear motor compressor
JP2000179965A (en) Vacuum vessel of cold head for refrigerating machine and manufacture thereof
JPH09126573A (en) Vibration type compressor
JPH1183220A (en) Linear compressor and stirling refrigerating machine using the same
JPH086685B2 (en) Linear motor compressor for Stirling refrigerator
JP2950303B2 (en) Vibration compressor
JPH10288414A (en) Stirling refrigerator
JP2950304B2 (en) Vibration compressor
JPH06185821A (en) Linear motor compressor
JPH0427776A (en) Linear motor compressor for stirling refrigerator

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees